M. Victor DA COSTA Ingénieur de recherche (IR1) – CNRSIPCMS – Département Magnétisme des Objets NanoStructurés (DMONS)
Téléphone: +33 (0)3 88 10 70 65Fax: +33 (0)3 88 10 72 49 Courriel: rare events tunnelling, conductive AFM, tunnel junctions
évènements rares dans l'effet tunnel
Publications significatives :
Experimental evidence and consequences of rare events in quantum tunneling,
V. Da Costa, F. Bardou, Y. Henry, M. Romeo and K. Ounadjela,
Eur. Phys. J. B.13 (2000) 297-303.
Tunneling phenomena as a probe to investigate atomic scale fluctuations in metal/oxide/metal magnetic tunnel junctions
V. Da Costa, C. Tiusan, T. Dimopulos and K. Ounadjela.
Phys. Rev. Lett. 85 (2000) 876.
Statistical properties of currents flowing through tunnel junctions,
V. Da Costa, M. Romeo, F. Bardou.
J. of Mag.Mag. Mat. 258-259 (2003) 90-95.
Blocking and memory functionalities using metal/oxide multilayer systems,
A. Iovan, V. Da Costa , Y. Henry, D. Stoeffler,
Material science and engineering B-solid state materials for advanced technology 126 (2006) 258-261.
Broad distribution effects in sums of log-normal random variables
M. Romeo, V. Da Costa, F. Bardou,
Euro. Phys. J. B 32 (2003) 513-525.
Statistical properties of tunnel currents in metal-insulator junctions, CIMTEC 2006, 4th Forum on New Materials, Spin Injection and Transport in Magnetoelectronics, June 4-9, 2006, Acireale, Sicily, Italy. Selected Lecture.
Activités
Victor Da Costa est ingénieur de recherche à l’IPCMS depuis 2003. Il a effectué une thèse de doctorat à l’université Louis Pasteur à Strasbourg sur l’élaboration et caractérisation par microscopie en champ proche de couches minces organiques orientées par épitaxie. Il a travaillé ensuite sur le développement d’un nouveau dispositif de microscopie en champ proche permettant cartographier le courant tunnel au travers de couches isolantes (première expérience mondiale). Cette technique a contribué à la compréhension des mécanisme de transport impliqués dans des jonction tunnel présentant des fluctuations des paramètres de la barrière (mise en évidence du rôle du désordre dans les jonctions métal-oxyde).
Effet tunnel : événement rares, fluctuation des courants tunnel et paramètres statistiques, cartographie de la barrière tunnel (jonctions métal/oxyde).
Diode Métal-Isolant-Métal (MIM), développement de dispositifs à base de RAM (fonction mémoire) et MIM (fonction rectificatrice) intégrés.
Transport polarisé en spin (vanne de spin, jonctions tunnel magnétorésistives).
Nanostructures magnétiques, domaines magnétiques, multicouches magnétiques, MFM.
Effet_tunnel_et_evenements_rares-1 :
Victor Da Costa, Michelangelo Roméo.
Etudier le rôle des défauts sur les mécanisme de transport dans les jonctions métal-oxyde
Application du modèle Bardou.
Victor Da Costa, Yves Henry, Daniel Stoeffler.
Importance des amas d’Al dans une barrière tunnel d’Al2O3
Diode Métal-Isolant-Métal (MIM)
développement de dispositifs à base de RAM (fonction mémoire) et MID (fonction rectificatrice) intégrés.
Victor Da Costa, David Halley, Hicham Majjad
Evolution du dispositif de sonde locale afin de pouvoir effectuer des mesures de transport en fonction d’un champ magnétique extérieur.
Effet tunnel et évènements rares
rôle des défauts sur les mécanisme de transport dans les jonctions tunnel métal-oxyde, application du modèle Bardou.
L’IPCMS dispose d’une technique, de type sonde locale, qui permet de sonder localement et résoudre spatialement la transmission par effet tunnel au travers des couches isolantes constituant une barrière tunnel. Le principe de fonctionnement de cette technique est basé sur l’utilisation d’un microscope à force atomique dont la pointe est conductrice. Ceci permet de mesurer simultanément la topographie de l’échantillon et de cartographier la barrière tunnel avec une résolution de l’ordre du nanomètre.
Des études sur une grande variété d’échantillons allant de films conducteurs à des couches d’oxyde modérément isolantes ou encore des couches organiques ont déjà été menées au laboratoire.
Un traitement statique du courant transmis dans une jonctions métal-oxydes a permis de montrer d’une part que l’intensité du courant dépend très fortement d’infimes variations locales des paramètres de la barrière tunnel (par exemple, des fluctuations d’épaisseur de l’ordre de 1 Å seulement) et que la distribution des courant locaux ainsi obtenues s’apparentent à des lois log-normales extrêmement larges.
Un tel dispositif combinant AFM et STM permet également de réaliser des spectroscopie locale des échantillons étudiés grâce à des mesures ponctuelles de caractéristiques courant-tension. De telles mesures permettent par exemple de différencier un contact pointe-échantillon de type métal-métal (comportement ohmique) d’un contact de type métal-oxyde (comportement non-linéaire).
conducting_afm_CAFM_experimental_setup
conductive_afm_image_tunnel_barrier
DOI: 10.1007/s100510050035
- Cite this article as:
- Costa, V., Henry, Y., Bardou, F. et al. Eur. Phys. J. B (2000) 13: 297. doi:10.1007/s100510050035
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Abstract:
Tiny spatial fluctuations of tunnel barrier parameters are shown to have dramatic consequences on the statistical properties of quantum tunneling. A direct experimental evidence is provided that the tunnel current through metal-oxide junctions, imaged at a nanometric scale, exhibits broad statistical distributions extending over more than 4 orders of magnitude. Striking effects of broad current distributions are shown: the total tunnel transmission is dominated by few highly transmitting sites and the typical current density varies strongly with the size of the junction. Moreover, self-averaging of the tunnel current fluctuations occurs only for unexpectedly large junction areas.
PACS. 05.40.-a Fluctuation phenomena, random processes, noise, and Brownian motion – 73.40.Gk Tunneling – 73.40.Rw Metal-insulator-metal structures
Tunneling Phenomena as a Probe to Investigate Atomic Scale Fluctuations in Metal/Oxide/Metal Magnetic Tunnel Junctions
V. Da Costa, C. Tiusan, T. Dimopoulos, and K. Ounadjela
Phys. Rev. Lett. 85, 876 – Published 24 July 2000
Abstract
Local transport properties of Al2O3 tunnel barriers have been investigated at a nanometric spatial scale with an unconventional near field microscope. Using the tunneling effect, which is extremely sensitive to fluctuations of the barrier parameters (less than 1 to 2Å), a unique method is introduced to investigate the tunnel barrier quality. This technique provides atomic scale information on the barrier characteristics which cannot be obtained by conventional surface analysis techniques since they are all subject to averaging over surface and depth.
- Received 28 February 2000
DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.85.876
Volumes 258–259, March 2003, Pages 90–95
Abstract
This paper presents an overview of the statistical properties arising from the broadness of the distribution of tunnel currents in metal–insulator–metal junctions. Experimental current inhomogeneities can be modelled by a lognormal distribution and the size dependence of the tunnel current is modified at small sizes by the effect of broad distributions.
Keywords
- Tunnel junctions;
- Broad distributions: Metal–insulator–metal structures;
- Giant magnetoresistance;
- Lognormal distribution
DOI: 10.1140/epjb/e2003-00131-6
- Cite this article as:
- Romeo, M., Da Costa, V. & Bardou, F. Eur. Phys. J. B (2003) 32: 513. doi:10.1140/epjb/e2003-00131-6
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Abstract:
The lognormal distribution describing, e.g., exponentials of Gaussian random variables is one of the most common statistical distributions in physics. It can exhibit features of broad distributions that imply qualitative departure from the usual statistical scaling associated to narrow distributions. Approximate formulae are derived for the typical sums of lognormal random variables. The validity of these formulae is numerically checked and the physical consequences, e.g., for the current flowing through small tunnel junctions, are pointed out.
PACS. 05.40.-a Fluctuation phenomena, random processes, noise, and Brownian motion – 05.40.Fb Random walks and Levy flights – 73.40.Gk Tunneling