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

Chapitre IV – Réalisation d’un transistor à vanne de spin sous ultra-vide.suffisamment d’énergie pour franchir l’énergie de seuil φ , et est collecté dans le SC pour contribuer aucourant I C . La conservation du courant permet d’écrire pour chaque énergie d’injection :3.A.1. Conditions de mesureI0= I B+ I C(IV.5)L’ensemble des mesures a été effectué à température ambiante et sans champ magnétiqueappliqué afin d’éviter toute influence d’un champ magnétique sur l’orientation du spin des électronsincidents. Pour certaines mesures, afin de s’assurer que nous mesurions un vrai effet de filtre à spin,nous avons appliqué un champ magnétique externe vertical de quelques gauss, à l’aide de bobines deHelmoltz de grand diamètre, afin de précesser le spin des électrons incidents jusqu’à changer le signede l’effet de filtre à spin.Par ailleurs, afin de limiter au maximum tout courant parasite en dehors de la transmissiond’électrons chauds au dessus de la barrière φ, aucune tension n’est appliquée aux bornes de ladiode.3.A.2. Procédure d’optimisationAvant de commencer la procédure d’acquisition, nous réglons, pour une énergie donnée, les potentielsde l’optique de sortie afin d’optimiser le courant transmis I C à l’aide de l’EDC. En général, nouschoisissons une énergie E * proche de celle pour laquelle nous observons l’annulation du courant I B , etdonc, pour une valeur de I C proche de I 0 . Nous avons alors vérifié que la transmission reste optimiséesur l’ensemble de la gamme d’énergie sondée, même à basse énergie d’injection.La mesure peut donc être effectuée en continue sur toute la gamme d’énergie sans optimisation àchaque énergie d’injection.3.A.3. Procédure d’acquisitionLa procédure d’acquisition consiste à mesurer pour chaque énergie d’injection, le courant absorbé IBet le courant transmis ICen fonction de l’orientation relative de la polarisation des électrons incidentsavec l’aimantation de la couche magnétique. Selon les notations du chapitre II, « σ » (resp.«σ ») fait référence à la configuration où l’aimantation de la couche ferromagnétique à saturation estparallèle (resp. antiparallèle) à la polarisation des électrons incidents.En pratique, pour varier l’énergie d’injection (équation IV.2) nous appliquons une tension àl’échantillon entre 0 et 3000 V au maximum. Les courants IBet ICsont mesurés indépendamment àl’aide de picoampèremètres isolés que nous avons spécialement conçus et réalisés au laboratoire. Cespicoampèremètres, donc les performances seront données à la prochaine section, sont capables demesurer, sur une impédance infinie, des courants avec un bruit résiduel de 40 fA/ Hz jusqu’à unetension de 3000V. Enfin, ces mesures sont effectuées, pour chaque énergie d’injection, avec et sansexcitation lumineuse, afin de retrancher les éventuels offsets (ou dérive d’offset) au cours de lamesure. Une détection synchrone à la fréquence (f mod = 117 Hz 8 ) de modulation de la cellule deMPockels est effectuée sur le courant transmis I C ( Δ I ±C) à l’aide d’un « lock-in amplifier » EG&GPrinceton 5209 réglé sur une constante de temps de 1 s. L’ensemble de ces mesures est par ailleurssystématiquement faite pour les deux configurations magnétiques +M et –M. Pour une énergie donnée,ces séquences sont répétées N fois, afin d’augmenter le rapport signal sur bruit.La procédure d’acquisition est résumée dans le diagramme de la figure (Fig.IV.17). Afin de rendrel’instrument plus fonctionnel, nous avons automatisé l’acquisition à l’aide d’un programme conçu àl’aide du logiciel Labview.8 Cette fréquence a été choisi afin d’être moins sensible au bruit électronique en 1/f.85