Dissertação

Electrical Spin injection and Spin transport in semiconducting Si and Ge channels. EVALUATED

A spintrónica é um dos mais recentes e bem-sucedidos ramos de física da matéria condensada, contando com uma multitude de aplicações industriais como cabeças de leitura para discos rígidos e Magnetic Random Acess Memories (MRAM). No futuro imagina-se a integração de circuitos que efectuem operações de memória e computação simultaneamente através de spintrónica de semicondutores. Dentre os passos fundamentais para conseguir injectar electricamente spin de um material ferromagnético num semicondutor destaca-se em particular: (i) ultrapassar o problema de diferença de impedância, através, por exemplo, da inserção de uma (grande) resistência de interface que conserve o spin e (ii) conseguir propagar e detectar a acumulação de spin no semicondutor. Quando considerando ambas injecção e detecção de spin num esquema não-local (NL), que constitui a prova indubitável de injecção de spin no semicondutor, para uma Lateral Spin-Valve (LSV), a resistência de interface deve ser ajustada numa gama de resistência restrita. Este trabalho insere-se na realização de detecção NL em Si, compreendendo os passos (i) e (ii). Para isso uma metodologia para caracterizar a resistência de interface do sistema CoFeB/MgO em Si fortemente dopado foi desenvolvida e testada. Foi obtido que quando se utiliza 1 nm de espessura da camada de MgO, será teoricamente possível a injecção/detecção de spin em estruturas LSV. Adicionalmente, um método para fabricação à nanoescala de canais semicondutores fortemente dopados foi desenvolvido e testado, utilizando processos comuns à indústria dos semicondutores, abrindo o caminho para fabricação de estruturas LSV em Si.
semiconductores, spintrónica, injecção de spin, detecção não-local, Lateral Spin-Valve

Setembro 17, 2014, 16:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

CO-ORIENTADOR

Jean-Marie George

Unité Mixte de Physique CNRS/Thales

Investigador Principal

ORIENTADOR

Susana Isabel Pinheiro Cardoso de Freitas

Departamento de Física (DF)

Professor Associado Convidado