Etude et modélisation de la magnétorésistance géante dans les couches minces magnétiques

Abstract

Le présent mémoire concerne l’étude d’un effet physique quantique qui a conduit à des applications pratiques très importantes depuis une trentaine d’années. Cet effet, la magnétorésistance géante, a marqué la véritable naissance de la spintronique, cette théorie qui exploite l’autre propriété intrinsèque de l’électron qui est son spin et dont l’orientation (up ou down) influence la mobilité électronique. Sur la base d’une structure sandwich simple composée d’une couche non magnétique insérée entre deux couches magnétiques, nous avons pu reproduire les résultats historiques de la découverte de cet effet en 1988, et avons étudié tous les paramètres qui interviennent dans l’expression analytique de la variation relative de la résistance électrique. Dans un deuxième temps, nous avons utilisé l’équation semi-classique de transport de Boltzmann pour étudier le rapport de magnétorésistance géante en fonction de plusieurs paramètres variables dont l’épaisseur de la couche non magnétique, du libre parcours moyen des porteurs de charge, leur diffusion dans le volume des couches magnétiques et aux interfaces, selon l’orientation de leurs spins. Les résultats obtenus sont très prometteurs et ont permis de démontrer la possibilité de modéliser un effet physique relativement complexe à l’aide de scripts Python assez simples