Etudes par microscopie en champ proche des phénomènes de ...

Chapitre III – Réalisation et caractérisations d’un filtre à spin MF/SC Surface propre Fe/GaAs. Avant l’introduction du substrat dans le sas d’introduction, la surfacede GaAs est désoxydée dans la boite à gants (où règne une atmosphère d’azote) par une solutionde HCl (36%) pendant 1 minute, puis rincée dans une solution d’isopropanol. L’échantillon estensuite séché à l’azote sec [Tereshchenko99]. Surface Fe/N-GaAs. Avant l’introduction du substrat, la surface de GaAs a été désoxydée ettraitée dans une solution d’hydrazine pendant 2 heures [Berkovits02].2.B.1.2. Préparation in-situ des échantillonsUne fois ces traitements effectués, le substrat est introduit dans le sas d’introduction, puis il est fixé sur leporte échantillon. La première enceinte est alors pompée par des zéolithes jusqu’à une pression de l’ordrede 10 -6 Torr, puis le substrat est transféré dans l’enceinte d’évaporation.Avant le début de l’évaporation nous avons recuit l’échantillon à une température idoine (cettetempérature dépend de la reconstruction de surface souhaitée, 400°C, ou 550°C) pendant 10 minutes. Latempérature est mesurée à l’aide d’un pyromètre optique IRCON. Toutes les évaporations ont étéeffectuées à température ambiante (50°C) sous une pression de 5.10 -10 Torr. Les vitesses de dépôt pour leFe et le Pd sont de l’ordre de 1Å/min. Au total, les évaporations durent environ 2 H. Pour les échantillonsrecuits, le temps de recuit est de 2 heures. Les échantillons qui nous ont servi comme filtres à spin, ontensuite été clivés en une surface S = 6x6 mm² (nous avons vérifié que les propriétés électriques ne sontpas dégradées après clivage).2.B.2. Caractérisation des échantillonsLes échantillons ont été principalement étudiés par des mesures électriques (I-V, C-V) et magnétiques.Nous avons caractérisé les propriétés magnétiques de nos échantillons par effet Kerr (MOKE) enconfiguration longitudinale. Cette technique, très sensible, permet de mesurer des épaisseurs aussi faiblesque la monocouche. Le signal mesuré ne nous permet cependant pas de remonter à la valeur absolue del’aimantation. L’aimantation absolue de certains échantillons a été mesurée par SQUID et comparée auxamplitudes relatives, obtenues en MOKE. Pour la mesure des champs coercitifs, le champ magnétiquecrée par la bobine a été calibré en statique à l’aide d’un Gaussmètre. Les cycles ont été effectués à unefréquence de 1 cycle toutes les 2 secondes.Nous avons également développé et interfacé pour cette étude, une expérience de photoréflectance etd’électroréflectance [Paget99]. Cette technique de spectroscopie optique permet de mesurer le champélectrique moyen dans la zone de charge d’espace proche de l’interface métal/SC (et donc de remonter à lahauteur moyenne de la barrière de Schottky) à l’aide de la période des oscillations de Franz-Keldysh.3. Résultats sur les propriétés électriquesL’objectif de ce paragraphe est de présenter l’ensemble des résultats que nous avons obtenus sur lescaractéristiques électriques des jonctions Pd/Fe/GaAs. Lors de cette étude nous avons étudié les propriétésélectriques pour les trois types de traitement de surface, pour différentes surfaces et à différentestempératures de recuit afin de simuler l’effet d’un étuvage.3.A. Mécanismes de transport dominant à l’interface métal/SCL’étude des propriétés électriques d’une jonction Schottky métal/SC passe par la compréhension de l’étatd’équilibre du système d’une part (existence d’une barrière de potentiel à l’interface métal/SC) et parl’identification des mécanismes de transport lorsqu’une polarisation est appliquée à la diode.44