Mesures de magnéto-transport

Le laboratoire est équipé pour effectuer différents types de mesures de magnéto-transport, utilisant les techniques à 2, 4 ou 6 points. Le composant testé peut être soumis à des excitations DC, AC (de basse fréquence), ou DC+AC, en courant ou en tension. L’effet Hall, la magnétorésistance anisotrope, avec les géométries courant dans le plan ou perpendiculaire, la maqnéto-résistance tunnel et les expériences de transfert de spin sont possibles.

L’échantillon est généralement monté sur un support de puce conçu en interne offrant un maximum de 16 contacts électriques connectés au circuit de mesure extérieur . Le dispositif mesuré est connecté électriquement à des plots de contact du support à l’aide de fils d’aluminium attachés avec une microsoudeuse (Hybond Modèle 572 équipant la salle blanche ) . Le support est branché à l’extrémité inférieure d’une canne vertical et placé dans l’entrefer d’un électro-aimant . Ce dernier est monté sur une base pivotante et produit un champ magnétique horizontal. Le support de puce peut être orienté horizontalement ou verticalement .

Les expériences peuvent être menées dans un cryostat à circuit d’hélium, à des températures comprises entre 400 K et 4,5 K (temporairement 1,6 K) , avec une bonne stabilité de la température.

Tous les instruments sont contrôlés et l’acquisition des données est automatisée à l’aide de programmes. Les caractéristiques I ( V), la résistance et la résistance dynamique ( dV / dI ) en fonction du champ magnétique ou du courant continu sont mesurées en routine . Le procédé Van der Pauw de détermination de la résistivité spécifique et la détermination du coefficient de Hall de couches minces peuvent être réalisé facilement à l’aide d’un système de commutation sur mesure.

Une station de mesure quatre point rudimentaire est également disponible pour la caractérisation préliminaire DC, à la température ambiante et champ nul.

Dispositifs CPP-GMR montés sur le support de puce spécifique

Équipements source de courant / source de tension / mesure:

  • sourcemètre Keithley modèle 2400
  • multimètre numérique Keithley modèle 2002 + nanovoltmètre Modèle 1801 et option carte multiplexage 10 canaux 2000 SCAN
  • nanovoltmètre Keithley modèle 2182
  • Lakeshore Modèle 370 avec pont résistif AC ; et le modèle 3716L faible résistance et multiplexage 16 canaux
  • gaussmètre Lakeshore Modèle 450
  • acquisition de signaux et amplificateur à détection synchrone modèle 7265 DSP

Electro-aimant:

Varian Modèle -V3400 avec cadre fixe à 45° et pôles plats diamètre 9″ (champ maximum de 1,2 T avec un entrefer de 2″), monté sur pied rotatif motorisé modèle V3421 et connecté à une alimentation Bruker modèle BLMPS 45/180 C4 équipée d’une unité d’inversion de polarité modèle 2365B.

Cryogénie:

Cryostat à circulation d’hélium à chargement par le haut Oxford Instruments Modèle CF1200D, avec contrôleur de température CCI 503 et canne de transfert LLT650 à vanne pointeau de régulation automatisée.

Ces équipements sont actuellement consacrées aux activités de recherche suivantes:

  • AMR studies of the exchange-bias in hard/soft ferrimagnetic bilayers with antiferromagnetic interface coupling (in collaboration with Laboratoire de Physique des Matériaux, Nancy, France)
    See e.g., Positive exchange-bias induced by interface domain wall quenching in GdFe/TbFe films,
    Y. Henry, S. Mangin, T. Hauet, and F. Montaigne, Phys. Rev. B 73, 134420 (2006)
  • CPP-GMR and Spin transfert effects in nanopillars with reference and free layers magnetized perpendicular to the plane (in collaboration with Laboratoire de Physique des Matériaux, Nancy, Institut d’Electronique Fondamentale, Orsay, France, and Hitachi GST, San Jose Research Center, USA)
    See e.g., Current induced domain wall states in CPP nanopillars with perpendicular anisotropy
    D. Ravelosona, S. Mangin, Y. Henry, Y. Lemaho, J. Katine, B. Terris, and Eric E. Fullerton, J. Phys. D: Appl. Phys. 40, 1253 (2007)
  • Spin filtering effects in single crystal Fe/Cr/MgO/Fe(001) TMR junctions (in collaboration with Laboratoire de Physique des Matériaux, Nancy, France)