Topic description
La spintronique moléculaire vise à exploiter le spin de l'électron pour développer des dispositifs nanoélectroniques innovants, combinant miniaturisation, faible consommation énergétique et fonctionnalités inédites apportées par l'utilisation de molécules. Le projet de thèse s'inscrit dans cette dynamique en explorant le transport de spin dans des jonctions moléculaires formées par des nano-objets ferromagnétiques recouverts de molécules, et étudiés par microscopie en champ proche, comme le spin-polarized scanning tunneling microscope (SP-STM) sous ultravide, à 1,5 K et sous champ magnétique (± 3 T).
Cette thèse, fortement expérimentale, s'articulera autour de trois axes : (i) la fabrication de nanodots ferromagnétiques (~10 nm) par lithographie électronique ; (ii) le dépôt de molécules organiques (métallocènes, chaînes alkyl/aromatiques thiolées) sur ces nano-objets ; (ii) la caractérisation des propriétés de ces nano-objets avant et après fonctionnalisation moléculaire, par STM, AFM et SP-STM notamment.
L'objectif de ces études est d'analyser la magnétorésistance tunnel (TMR) sur ces nano-objets avec et sans molécules [1] et d'évaluer le filtrage de spin sur de nouvelles molécules d'intérêt, comme le vanadocène, récemment identifié par des études théoriques comme un candidat prometteur pour le filtrage de spin [2].
Ce projet ambitionne de fournir de nouvelles connaissances permettant de relier la structure moléculaire aux propriétés de magnétotransport, en particulier le filtrage de spin, guidant ainsi la conception de futurs dispositifs spintroniques moléculaires à haute performance.
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Molecular spintronics aims to exploit the electron spin to develop innovative nanoelectronic devices, combining miniaturization, low energy consumption, and novel functionalities provided by the use of molecules. This PhD project fits within this context by exploring spin transport in molecular junctions formed by ferromagnetic nano-objects coated with molecules, and studied using scanning probe microscopy techniques, such as spin-polarized scanning tunneling microscopy (SP-STM) under ultra-high vacuum at low temperature (1.5 K), and in presence of a magnetic field (± 3 T).
This highly experimental thesis will focus on three main axes: (i) fabrication of ferromagnetic nanodots (~10 nm) by electron-beam lithography; (ii) deposition of organic molecules (metallocenes, alkyl/aromatic thiol) onto these nano-objects; (ii) characterization of the properties of these nano-objects before and after molecular functionalization, using STM, AFM, and SP-STM in particular.
The objective of these studies is to measure the tunnel magnetoresistance (TMR) of these nano-objects with and without molecules [1] and to evaluate spin filtering on new molecules of interest, such as vanadocene, recently identified by theoretical studies as a promising candidate for spin filtering [2].
This project aims to reveal how molecular structure controls magnetic transport properties, especially spin filtering, to guide the development of high-performance molecular spintronic devices.
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Début de la thèse : 01/10/
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Enseignement supérieur
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