Experimental investigation of charge and spin transport in WSe2 connected with palladium contacts
Étude expérimentale de l'injection de charge et de spin dans du WSe2 connecté avec des contacts de palladium
par Jacko RASTIKIAN sous la direction de Clément BARRAUD
Thèse de doctorat en Physique
ED 564 Physique en Île-de-France

Soutenue le vendredi 08 janvier 2021 à Université Paris Cité

Sujets
  • Électronique de spin
  • Palladium
  • Transistors

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Mots clés
Effet Hall de spin, Interface, WSe2, Matériaux bidimensionnels
Resumé
Cette thèse porte sur une étude expérimentale du transport de charge et de spin dans des transistors à base de feuillets bidimensionnels (2D) de disélénium de tungstène (WSe2). Ce matériau à fort couplage spin-orbite (CSO) est caractérisé par un gap direct sous sa forme de monocouche et indirect au-delà. Il dispose également d'une dégénérescence en spin de la bande de valence, réglable sous champs électrique extérieur. Ces propriétés fondamentales rendent ce matériau prometteur d'un point de vue du transport de spin.Dans le chapitre 2, je présente les techniques expérimentales, notamment la technique du transfert à sec des matériaux bidimensionnels, utilisées pour la fabrication d'échantillons nanométriques dans un environnement contrôlé de salle blanche permettant la garantie de la qualité et de la propreté des échantillons.Une seconde partie inclue mes résultats concernant le transport électronique dans un transistor à effet de champ (TEC). La mesure de la barrière Schottky (BS)créée à l'interface metal-semiconducteur, présentée dans ce chapitre 3, montre la possibilité d'obtenir des contacts transparents à base de cobalt (Co) et de palladium(Pd). Les contacts en Pd présentent aussi un effet d'épinglage du niveau de Fermi.Dans le dernier chapitre de ce manuscrit (chapitre 4), je présente mes résultats concernant le transport de spin dans des transistors d'hétérostructures à base de WSe2 munis de contacts minces de Pd. Le courant de spin injecté par effet Hall de spin (EHS) dans un contact en Pd est détecté par une mesure non locale de la tension aux bornes d'un second contact. Cette mesure permet de différencier trois sources possible du transport : électronique de charge, spintronique et thermique.