Magnétorésistance géante et électronique de spin

1 - Notions liées à l’électronique de spin

• 1.1 - Propriétés magnétiques de couches minces
• 1.2 - Transport polarisé en spin
  Figure 1 - Représentation du nombre d’états accessibles dans un métal ferromagnétique en fonction de l’énergie (la densité d’états D (E )) pour les deux directions de spin Figure 2 - Mécanisme de conduction dans une bicouche magnétique Figure 3 - Représentation schématique de la magnétorésistance géante Figure 4 - Schéma des densités d’états dans les deux configurations magnétiques (bandes d dans le modèle de bandes paraboliques) : courants tunnels pour les deux directions de spin

2 - Capteurs magnétorésistifs

• 2.1 - Relation entre résistance et moment magnétique
• 2.2 - Réponse magnétique : relation entre moment et champ magnétique
  Figure 5 - Schémas représentatifs des réponses magnétiques d’un capteur Figure 6 - Schéma électrique d’un dispositif permettant la suppression d’offset
• 2.3 - Vers le capteur
• 2.4 - Applications et exemples

3 - Mémoires magnétiques

• 3.1 - Stockage magnétique
  Figure 7 - Cycle de variation du moment magnétique, en fonction de l’intensité du champ magnétique (ou cycle d’aimantation), mesuré sur un élément magnétique monodomaine Figure 8 - Configuration de 8 moments magnétiques nécessaires au codage de l’octet 00010111
• 3.2 - Lecture magnétorésistive
  Figure 9 - Schéma représentant le média magnétique surplombé par la tête de lecture. Les lignes de champ issues du média sont détectées par l’élément sensible de la tête, pris en sandwich entre les deux écrans Figure 10 - Configuration de huit jonctions tunnel nécessaires au codage de l’octet 00010111. Les moments magnétiques du bas de chaque jonction restent figés Figure 11 - Exemple d’un procédé d’écriture d’une information sur la jonction tunnel située à l’intersection des lignes (1) et (2)
• 3.3 - Mémoires magnétiques non volatiles à accès aléatoire (MRAM)
  Figure 12 - Lecture de l’information stockée sur la jonction située à l’intersection des lignes (1) et (2). Un courant de fuite peut apparaître dans les jonctions voisines Tableau 1 Tableau 2

4 - Vers une électronique de spin

• 4.1 - Transistor basé sur la magnétorésistance géante
  Figure 13 - Représentation schématique d’un transistor à multicouche magnétique et du circuit de polarisation (vue en coupe) Figure 14 - Schéma du potentiel vu par les électrons à travers le transistor à multicouche magnétique
• 4.2 - Transistor basé sur la magnétorésistance tunnel
  Figure 15 - Représentation schématique d’un transistor à jonctions tunnel et du circuit de polarisation (vue en coupe) Figure 16 - Schéma du potentiel vu par les électrons à travers le transistor à jonctions tunnel
• 4.3 - Transistors basés sur l’injection de spin dans un semi-conducteur
  Figure 17 - Représentation schématique du transistor proposé par Datta et Das (vue en coupe) 
• 4.4 - Transistor à un électron (SET), le transistor « ultime »
  Figure 18 - Représentation schématique d’un transistor à un électron (SET) (vue du dessus)