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

Chapitre IVChapitre IV – Réalisation d’un transistor à vanne de spin sous ultra-vide.Réalisation d’un transistor à vanne de spin sous ultra-vide.Régimes de fonctionnement et performances.Ce quatrième chapitre décrit en détail l’expérience de transmission d’électrons polarisésde spin à travers les jonctions décrites dans le troisième chapitre. Dans cetteexpérience, le faisceau d’électrons incidents a une polarisation de ± 25 % et sonénergie varie de 10 eV à 3 keV. La conduite de ces expériences a nécessité le développementde technique de détection de faibles courants permettant de travailler à des tensions deplusieurs kilovolts avec un bruit électronique de 40fA/Hz 1/2 . L’expérience est identifiée à undispositif à trois terminaux (transistor à vanne de spin) où l’injecteur de spin est découpléphysiquement du détecteur (filtre à spin). Lorsque l'énergie incidente augmente, latransmission électronique (le gain du transistor) augmente sur 6 ordres de grandeur pouratteindre des valeurs aussi élevées que 300. Simultanément, la dépendance en spin du couranttransmis augmente sur près de 5 ordres de grandeur et sature à une valeur qui représenteenviron 30% du courant incident (pour un faisceau incident polarisé à 100%). Aussi,l’asymétrie en spin de la transmission mesurée sur la base présente une divergence lorsque legain est proche de 1. Ce point singulier est atteint pour une énergie d’injection de plusieurscentaines de volts. Quatre régimes de fonctionnement sont identifiés.Nous présentons également dans ce chapitre les performances de ce transistor en terme derapport signal sur bruit. L’énergie d’opération optimale du transistor à vanne de spin est alorsdéterminée en fonction des conditions d’opération du transistor. Une étude comparative avecles performances des MTT, introduits au chapitre II, est enfin menée.65