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République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l'Enseignement Sup

République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Université DJILLALI LIABÈS DE SIDI BEL-ABBÈS Faculté des Sciences Exactes Département de physique Présentée par BOUROUMI Rafik  GEURINE Yassine La Spintronique Plan du travail Introduction La spintronique Les quatre principe de base de la spintronique Phénomène de magnétorésistance Application de la spintronique Problèmes encourus liés au spin Conclusion Introduction Au début de l’électronique, les différentes fonctions qui permettaient la réalisation d’un ordinateur étaient assurées par des technologies extrêmement différentes, et physiquement incompatibles Nous assistons cependant depuis une vingtaine d’années au rapprochement des disciplines de l’électronique et du magnétisme, qui forment une nouvelle technologie : l’électronique de spin, ou spintronique. La spintronique La spintronique est un domaine qui offre des possibilités extrêmement intéressantes pour des dispositifs aux fonctionnalités nouvelles ou plus efficaces. Elle peut se décrire comme une électronique qui exploite non seulement la charge, mais aussi le spin des électrons. Son développement a suivi la découverte de la magnétorésistance géante (GMR) en 1988. Le concept général de la spintronique est de placer des matériaux ferromagnétiques sur le trajet des électrons et d’utiliser l’influence du spin sur la mobilité des électrons dans ces matériaux. Elle nécessite l’utilisation de matériaux magnétiques, et leur intégration dans la filière des semi-conducteurs actuelle basée sur le silicium est d’une grande difficulté. Donc La solution adoptée consiste à doper des semi-conducteurs (préférentiellement de type IV) en atomes magnétiques (des métaux de transition par exemple). Les quatre principes de base de la spintronique  L’asymétrie de spin des porteurs du courant.  l’approximation de Mott . diffusion dépendant du spin. L’accumulation de spin. Phénomène de magnétorésistance La première manifestation d’un effet caractéristique de la spintronique a été la magnétorésistance géante ou GMR (Giant MagnetoResistance) , qui est lavariation de résistance électrique sous l'effet d'un champ magnétique appliqué. Cet effet a été observé pour la première fois dans les systèmes à base de multicouches, typiquement plusieurs dizaines de répétitions métal ferromagnétique/métal non magnétique. Pour faciliter l’explication de ce phénomène, nous allons considérer un système similaire appelé vanne de spin. Ce système est composé de deux couches ferromagnétiques séparées par un métal non magnétique. Lorsqu’un courant électrique passe à travers cette structure, on observe que la résistance dépend de la configuration magnétique des électrodes ferromagnétiques : si les aimantations sont parallèles, la résistance sera minimale tandis que si les aimantations sont antiparallèles, la résistance sera maximale Application de la spintronique L’application de la spintronique la plus utilisée industriellement est ce que l’on appelle une vanne de spin. C’est ce qui permet aux têtes de lecture des disques durs actuels (codant les 0Cependant, d’autres applications sont d’ores et déjà en voie d’industrialisation. La MRAM (pour Magnetic Random Access Memory) par et les 1) de la surface d’un disque dur. exemple, permet de stocker de l’information de manière non volatile grâce au même type d’empilement, mais en remplaçant la couche non magnétique par une couche d’isolant. On obtient alors une jonction tunnel magnétique dont l’état permet de stocker un bit d’information. Problèmes encourus liés au spin Après cette courte introduction sur les principes fondamentaux de l’électronique de spin et leurs applications, il existe néanmoins des problématiques soulevées par l’électronique de spin. L'injection de spin Transport de spin Conclusion L’électronique de spin est encore une science en devenir dont nous n’entrevoyons qu’une partie du potentiel.  La possibilité de combiner la fonction de stockage et de reconfiguration (à travers l’élément magnétique) à la fonction de manipulation et d’amplification (à travers l’élément semi-conducteur) devrait ouvrir la voie à une génération de composants électronique ou opto-électroniques « intelligents », combinant des fonctions de mémoire, de traitement logique et de communication sur une même puce. L’avènement des MRAM en substitution des mémoires Flash telles qu’utilisée aujourd’hui, par exemple, dans les applications nomades (téléphones portables, assistants personnels, appareils photo numériques, etc…) n’est que le premier pas d’une révolution annoncée. uploads/Science et Technologie/ spin.pdf