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Le CRISMAT publie dans Nature communications


Prenez un mur. Ce mur est constitué d’un support — briques, parpaings ou encore pierres. Différentes couches sont apposées — laine de verre, plaques de polystyrène, papier peint, peinture. Pourquoi disposer de telles couches sur ce mur ? Pour l’isoler, pour le rendre plus esthétique. En somme, pour en modifier les propriétés et améliorer ses fonctions. Il en est de même (ou presque) de la conception de nouveaux matériaux préparés sous forme de couches minces. En électronique, le silicium est le support le plus fréquemment utilisé, et des couches très fines sont déposées en surface pour en modifier les propriétés physiques — pour rendre le support conducteur ou pour contrôler le magnétisme et/ou la résistance par exemple.

Le CRISMAT* est une unité de recherche spécialisée dans la mise en forme de nouveaux matériaux pour en exploiter les propriétés physiques. Parmi les objectifs de l’unité : optimiser les matériaux pour des applications électroniques, telles les mémoires. Les travaux menés au sein de l’unité ont fait l’objet d’une publication dans la revue scientifique Nature Communications en juillet 2019. « Nous avons, sur notre support, déposé une couche d’un composé A, une couche d’un composé B et une nouvelle couche de composé A », indique Wilfrid Prellier, directeur du laboratoire CRISMAT. « Le composé B, un oxyde de titane et de strontium de formule SrTiO₃, est ainsi pris en sandwich entre deux couches d’aluminate de lanthane LaAlO3 de 4 nanomètres d’épaisseur. Nous disposons d’outils de microscopie électronique qui nous permettent de travailler à ces échelles, de vérifier que les atomes sont parfaitement arrangés, et de déposer précisément chacune de ces couches. » Ici, les chercheurs sont parvenus à modéliser les changements qui s’opèrent en fonction de l’épaisseur de la couche B, confirmant que l’épaisseur est un paramètre essentiel pour contrôler les propriétés du matériau. « Nous avons pu observer expérimentalement deux effets « Rashba », du nom du physicien qui l’a proposé pour la première fois en 1959. Jusqu’à présent, ces effets n’avaient pu être que partiellement mis en évidence ou seulement prédits théoriquement. Cette étude démontre qu’il est possible de les moduler en jouant sur l’épaisseur de la couche intermédiaire, entre 1 et 24 nm. » Cette recherche fondamentale, issue d’une collaboration de longue date avec l’université Nanyang de Singapour, favorise une meilleure compréhension des phénomènes physiques pour améliorer toujours plus les propriétés des matériaux qui seront utilisés pour l’électronique de demain.


*CRISMAT · Laboratoire de cristallographie et sciences des matériaux (UMR 6508 ENSICAEN-UNICAEN-CNRS).


“Interface-based tuning of Rashba spin-orbit interaction in asymmetric oxide heterostructures with 3d electrons.” Lin, Weinan ; Li, Lei ; Dogan, Fatih ; et al. Nature communications Volume 10, Issue 1, 3052, 2019 July 11 DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-019-10961-z


Structure schmatique de lempilement des couches doxyde provskite qui prsentent l'effet Rashba  modulable
Structure schématique de l’empilement des couches d’oxyde pérovskite qui présentent l'effet Rashba « modulable »


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Dernière modification : 10 septembre 2019



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