Jeudi 10 Mars
Résumé :
Les matériaux multiferroïques présentent plusieurs
ordres ferroïques parmi ferromagnétique, ferroélectrique, ferrotoroïdique
et ferroélastique. Cette définition est généralement étendue pour inclure
également les matériaux antiferroïques. Cette multifonctionnalité, en elle
même, en fait une classe de matériaux attrayants pour les applications.
Dans certains matériaux cette multifonctionalité est encore élargie
par des phénomènes de couplage entre ces différents ordres. Le couplage
magnétoélectrique pouvant exister entre les ordres ferroélectrique et
magnétique autorise la manipulation d’une aimantation par un champ
électrique. Cette manipulation permettrait la réalisation de mémoires non volatiles
présentant les avantages des Fe-RAM et des MRAM en combinant la
non volatilité du stockage magnétique, une écriture électrique de l’information
donc peu consommatrice en énergie et locale et une lecture magnétique non
destructive.
Je décrirai les résultats que nous avons obtenus sur le seul multiferroïque
a température ambiante, BiFeO3. Sous sa forme massive, ce composé est
ferroélectrique, avec une très forte polarisation (≃100 µC/cm²) et antiferromagnétique.
Je décrirai les résultats obtenus sur des films minces de BiFeO3
et notamment sur l’exploitation de leur caractère antiferromagnétique pour
induire un couplage d’échange dans le but ultime de contrôler l’aimantation
de ces dernières par un champ électrique via le couplage magnétoélectrique.
Afin de pallier la rareté de matériaux multiferroïques, il est possible de concevoir
des matériaux multiferroïques artificiels en combinant des matériaux
ferroélectriques et des matériaux ferromagnétiques. Nous avons ainsi étudié
des jonctions tunnel composées d’électrodes ferromagnétiques et d’une barrière
ferroélectrique. Dans ces jonctions, une très forte modulation du courant tunnel
par la ferroélectricité est observée. Elles apparaissent également comme un
moyen très intéressant d’aboutir à un contrôle de la polarisation en spin par un
champ électrique, ce qui se traduit par une modulation de la magnétorésistance
tunnel par le caractère ferroélectrique de la barrière.
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