Etudes par microscopie en champ proche des phÃ©nomÃ¨nes de ...

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$G. M. Zaslavsky, Chaos, fractional kinetics, and anomalous transport ...$

Chapitre IV – Réalisation d’un transistor à vanne de spin sous ultra-vide. Les paramètres ajustables liés aux conditions d’opération du transistor : le courant incident I 0 ,la polarisation P 0 , l’énergie d’injection E 0 , la bande passante Δν, et la surface s du filtre à spin. Les paramètres caractéristiques du transistor : la fonction de Sherman S , la transmission T etle courant de saturation J SAT . Les deux premiers paramètres dépendent de l’énergie d’injection(paramètres ajustables) ; le dernier des propriétés électriques de la jonction.L’objectif des paragraphes suivants est de montrer comment l’ensemble de ces expressions évolue enfonction de l’énergie d’injection E 0 et du courant incident I 0 .4.C.2. Evolution de F i B,C avec l’énergie d’injection E 0 et le courant incident I 0Nous allons dans un premier temps nous intéresser à l’évolution des figures de mérite intrinsèques enfonction de l’énergie d’injection. En variant l’énergie d’injection, on modifie les paramètres S et T dufiltre à spin. Nous avons représenté sur la figure (Fig.IV.28) les figures de mérite intrinsèques F i B,C ,pour l’échantillon 1, ainsi que celle obtenue dans le cas où J SAT = 0. Ces courbes montrent qu’il estpossible de varier significativement les figures de mérite intrinsèques du filtre à spin en changeantsimplement l’énergie d’injection.Pour l’ensemble des échantillons analysés, il existe de façon générale, une énergie E max pour laquelleF i passe par un maximum F i max . La valeur optimale de F i ainsi que la valeur E max dépendent du courantde saturation (Fig.IV.28). La présence du courant de saturation dégrade en général les figures demérite du transistor. Ce courant a pour effet d’une part d’augmenter l’énergie d’opération E max pourlaquelle F i est maximale, et d’autre part d’abaisser la valeur optimale de F i .Fig.IV.28 : Evolution des figures de mérite intrinsèques du transistor F B,Ci en fonction del’énergie d’injection pour l’échantillon 1 pour un courant incident de 100 nA. Mise en évidenced’une énergie d’injection optimale E max . Cette énergie d’injection optimale dépend du courantde saturation.Ces effets peuvent se comprendre en considérant une expression simplifiée de la figure de mérite (dansle cas où SP 0 E max (I SAT = 0). Ce résultat102
Chapitre IV – Réalisation d’un transistor à vanne de spin sous ultra-vide.reste valable tant que ΔT est croissant, c'est-à-dire tant que E max (I SAT ) < E ** . Au-delà, E max (I SAT ) resteconstant, égal à E ** B I0 2, et Fi≈ ΔTdécroît avec I SAT avec une pente de 10 dB/décade. Ces2ISATévolutions sont représentées sur la figure (Fig.IV.29) où l’on a tracé les variations de E max et de F i enfonction de I 0 pour différentes valeurs du courant de saturation.Fig. IV.29 : A gauche : évolution du maximum de la figure de mérite intrinsèque F maxi enkτfonction du courant incident I 0 , pour différentes résistance R 0 ( = ISAT) de la jonction. AR0droite : évolution de l’énergie d’opération optimale en fonction du courant incident I 0 .En conclusion, ces résultats sur l’évolution de la figure de mérite intrinsèque avec le courantincident, nous incitent à considérer notre transistor à vanne de spin, comme un « filtre passehaut en courant » de fréquence de coupure I SAT :Lorsque I 0 >I SAT , la figure de mérite intrinsèque du transistor sature vers sa valeurmaximale. L’énergie d’opération optimale E max =E* est alors minimale. Lorsque I 0 de mérite intrinsèque du transistor décroît avec une pente -10dB/décade. L’énergie d’opération E max tend alors vers E**.La gamme de travail imposée au courant incident pour un fonctionnement optimal est donc déterminéepar les qualités électriques de la jonction. En pratique, pour optimiser le courant de saturation, on peutjouer soit sur la surface de la diode, soit sur les types de traitement de surface, ou alors sur latempérature.Cette analyse est importante pour les applications éventuelles de ces filtres à spin. Il a été proposé pources filtres à spin des applications en polarimétrie de spin [Rougemaille03]. En général, les courantsinjectés pour ces types d’applications sont plutôt de l’ordre du picoampère. Nous voyons sur la figure(Fig.IV.29 (droite)) que pour une jonction de résistance R 0 = 1 MΩ, la figure de mérite intrinsèque aperdu 25 dB par rapport à sa valeur maximale. Il est donc nécessaire pour de telles applications d’avoirdes jonctions avec des bruits de saturation très faibles, ce qui est difficile avec des diodes Schottky.Par ailleurs signalons que la fonction de Sherman S de ce détecteur est faible, de l’ordre du pourcentautour de l’annulation. En pratique, cette faiblesse rend très délicate la mesure de faible polarisationd’électrons, car dans ce cas les asymétries instrumentales liées à l’environnement autour du filtre àspin doivent être très bien contrôlées.Les performances de ce transistor seraient en revanche conservées si l’on pouvait en donner uneréalisation tout solide. En effet, dans un tel dispositif tout intégré, comme les MTT, le courant injectéest toujours supérieur au courant de saturation de la diode.103
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RésuméDRISS LAMINEEffet de filtre
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AbstractDRISS LAMINESpin filter eff
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RemerciementsRemerciementsJ’ai r
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Table des matières4.A. Notion de r
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PréambuleChapitre IPréambuleL’u
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PréambuleRougemaille03 : Rougemail
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Chapitre II - Concepts généraux a
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