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

Chapitre IV – Réalisation d’un transistor à vanne de spin sous ultra-vide.2.B.5.1. Rendement de l’optique électroniqueNous présentons sur la figure (Fig.IV.11), une courbe de distribution en énergie (EDC) des électronsphoto-émis par la source d’électrons. Cette EDC est mesurée sur l’échantillon, en mode cage deFaraday, et pour une résolution du sélecteur de 200 meV. Nous voyons que le rendement del’ensemble de l’optique est relativement faible, de l’ordre de 5%. Expérimentalement, on constate,qu’il est possible d’avoir des rendements de transmission plus importants (10%), mais il faut alorsdiaphragmer davantage la source. La résolution mesurée, légèrement supérieure à 200 meV, est laconvolution de la résolution du spectromètre avec la largeur de la distribution de la source, qui est dumême ordre de grandeur.Fig. IV. 11 : Courbe de distribution en énergie (EDC) des électrons photo-émis par la sourceGaAs. Le courant a été mesuré sur l’échantillon, en mode cage de Faraday. De la relation (IV.1),on déduit pour un travail de sortie de l’Au de 4.8 eV, ≈ 1.2 eV.2.B.5.2. Propriétés de focalisation78Φ cathNous allons maintenant présenter les propriétés de focalisation de l’ensemble de l’optiqueélectronique. Nous avons étudié ces propriétés selon deux méthodes.2.B.5.2.1. Caractérisation optiqueLa première est « optique ». Elle consiste à déposer sur le porte échantillon un écranphosphorescent à la place de l’échantillon et à mesurer l’intensité lumineuse émise à l’aide d’unecaméra CCD (Watek 902B). Nous avons alors étudié le déplacement du spot lumineux pourdifférentes énergies d’injection, lorsque les potentiels des optiques sont proches des potentielsthéoriques. Elle a montré que le spot est bien décrit par une forme gaussienne avec pour largeurà mi hauteur 300 μm. Ce spot dévie avec la tension appliquée d’environ 300 μm lorsque le potentielde l’échantillon passe de 10 à 3000 eV. Cette déviation n’est en principe pas critique si l’échantillonest macroscopiquement homogène. Par contre, si celui-ci présente des inhomogénéitésmacroscopiques, la transmission dans le SC, ainsi que l’effet de filtre à spin pourra alors dépendre desréglages de l’optique.2.B.5.2.2. Caractérisation électrostatiqueLa deuxième étude menée pour caractériser les propriétés de focalisation a porté sur l’étude ducourant total collecté sur l’échantillon, en fonction du potentiel V G de garde. Nous avons déjà soulignéque la présence d’un cylindre de garde, implique que celui-ci doit être considéré comme une électrodeà part entière. Il est par conséquent important de quantifier son influence, et de déterminer un régimede fonctionnement qui assure de bonnes propriétés de focalisation sur l’ensemble de la gamme sondée.