Vendredi 28 mai à 14h
Résumé
Cette thèse se place dans le cadre de la physique mésoscopique et a pour objet l’étude du transport électronique polarisé
en spin dans les nanotubes de carbone mono-paroi.
L’existence d’un déséquilibre entre les populations d’électrons de spin up et ceux de spin down lors de leur diffusion
à l’interface entre un métal ferromagnétique et un métal non-magnétique est au coeur du principe de fonctionnement des jonctions tunnel magnétiques et des multi-couches bien connues dans le domaine de l’électronique de spin. Bien que le degré de liberté de spin et l’effet tunnel des électrons soient utilisés dans ces dispositifs, aucun d’eux n’exploite le degré de liberté de phase orbitale de la fonction d’onde électronique. Dans la plupart des dispositifs étudiés jusqu’à présent, cet aspect n’a pas été développé en raison du régime de transport semi-classique des porteurs de charge dans les conducteurs considérés.
Dans ce travail, nous étudions des mesures de transport dépendant du spin dans des circuits à plusieurs réservoirs à base de nanotubes de carbone.
Nous observons un signal de spin dans la tension non-locale ainsi qu’un signal de spin anormal dans la conductance. Ces signaux de spin sont contrôlables par la tension de grille appliquée et ils révèlent qu’à la fois le degré de liberté de phase orbitale et le degré de spin sont conservés dans un nanotube de carbone connecté à plusieurs réservoirs ferromagnétiques. Nous montrons également l’existence d’un phénomène qui n’a aucun analogue classique et qui est la conséquence de la cohérence de phase orbitale : la présence d’un comportement de type vanne de spin entre deux contacts normaux (non polarisés) à proximité de deux contacts ferromagnétiques en dehors du chemin classique des électrons. Ceci est la réalisation du pendant pour l’électronique de spin d’une expérience célèbre de la physique mésoscopique, dite de « tête de théoricien ». Nos observations ouvrent une nouvelle voie pour coupler la partie orbitale et la partie spin de la fonction d’onde électronique dans les nanostructures.
RECRUTEMENT ACCES DIRECT
Le département de physique
Le Laboratoire de Physique de l’ENS 