Croissance matériaux chalcogénures ferromagnétiques 2d pour la spintronique // growth of 2d ferromagnetic chalcogenide materials for spintronics

Topic description

Les matériaux chalcogénures, notamment les alliages Ge-Sb-Te (GST), sont essentiels pour les mémoires à
changement de phase (PCMs). Bien que performantes, ces mémoires consomment beaucoup d’énergie, ce
qui pousse à explorer des solutions alternatives. Les alliages GST offrent des opportunités uniques dans le
domaine de la spin-orbitronique comme matériau d'interconversion spin-charge ou comme source de courant polarisé en spin. Les alliages ferromagnétiques 2D comme les alliages Fe-Ge-Te ou Ge-Mn-Te offrent des pistes prometteuses comme sources de courant de spin pour de nouveaux types de mémoires plus efficaces. Pour une injection de spin efficace, on recherche un matériau qui non seulement présente une température de Curie (TC) élevée et une polarisation de spin importante, mais qui est parfaitement compatible à la technologie CMOS existante à base de silicium.
Cette thèse a pour but de développer et de maîtriser de manière industrielle sur substrat Si mm, la croissance par épitaxie van der Waals dans des bâtis de pulvérisation cathodique industriels de films ferromagnétiques 2D basés sur les alliages FenGe(Ga)Te2 (n=3, 5) ou Ge1-xMnxTe afin par exemple de les intégrer in situ avec des couches de chalcogénures d’interconversion spin-charge telles que les couches ferroélectriques (a-GeTe) ou des isolants topologiques (Bi2-xSb2Te3).
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Chalcogenide materials, particularly Ge-Sb-Te (GST) alloys, are essential for phase-change memory (PCMs).
Although high-performance, these memories consume a great deal of energy, which
is driving the search for alternative solutions. GST alloys offer unique opportunities in the field of spin-orbitronics as spin-charge conversion materials or as sources of spin-polarized current. Two-dimensional ferromagnetic alloys such as Fe-Ge-Te or Ge-Mn-Te offer promising avenues as sources of spin current for new types of more efficient memory devices. For efficient spin injection, we are seeking a material that not only exhibits a high Curie temperature (TC) and significant spin polarization, but is also fully compatible with existing silicon-based CMOS technology.
The aim of this thesis is to develop and master, on an industrial scale on mm Si substrates, the van der Waals epitaxial growth of 2D ferromagnetic films based on Fe-Ge (Ga)Te2 (n=3, 5) or Ge_(1-x)Mn_xTe, for example to integrate them in situ with spin-charge conversion chalcogenide layers such as ferroelectric layers (a-GeTe) or topological insulators (Bi_(2-x)Sb2Te3).
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Pôle fr : Direction de la Recherche Technologique
Pôle en : Technological Research
Département : Département des Plateformes Technologiques (LETI)
Service : Service des procédés de Dépôts
Laboratoire : Laboratoire
Date de début souhaitée : 01-10-
Ecole doctorale : Ingénierie - Matériaux - Environnement - Energétique - Procédés - Production (IMEP2)
Directeur de thèse : NOE Pierre
Organisme : CEA
Laboratoire : DRT/DPFT/SDEP/LDJ
URL :
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Funding category

Public/private mixed funding

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