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SPINTEC

SPINtronique et TEchnologie des Composants

Les études de la dynamique d’aimantation des nanodispositifs spintronique du groupe de travail «Microwave Devices » est une activité majeure du laboratoire SPINTEC. Les propriétés de transport polarisé en spin de dispositifs spintroniques permettent de concevoir un nano-oscillateur (taille de 100nm) émettant à des fréquences d’environ 0.2-20 GHz: en injectant un courant DC, une tension AC est générée. Ces nano-oscillateurs spintroniques ont l’avantage de petite taille (compact), une accordabilité en fréquence via le courant DC, une commutation relative rapide entre 2 fréquences, ils sont multifonctionnels (génération, modulation et détection par le même dispositifs). Depuis ~10ans SPINTEC réalise (dépôt couches magnétiques et nanofabrication) et étudie ces nano-oscillateurs spintroniques. La partie fondamentale de ce travail vise à comprendre la dynamique d’aimantation non-linéaire en relation avec les propriétés de transport polarisé en spin. La partie applicative vise à comprendre et améliorer les deux paramètres importants que sont l’amplitude du signal de sortie, qu’il s’agit d’augmenter et le bruit de phase qu’il s’agit de diminuer. SPINTEC a été coordinateur du projet Européen MOSAIC (1/1/2013 – 31/12/2016), qui a eu pour but d’améliorer les performances de ces nano-oscillateurs en explorant différents concepts de couplages (entre couches magnétiques, entre nano-dispositifs et à une source externe) ainsi que de réaliser les premiers circuits rf pour démontrer « l’intégrabilité » de ces oscillateurs. Nous avons pu démontrer l’opération d’une PLL pour des oscillateurs ‘faible’ fréquences (0.2 – 0.8 GHz) avec une amélioration du bruit de phase par plusieurs décades (à f=100kHz). Un deuxième circuit concerne la réalisation d’un schéma de communication FSK (application visée sont les réseaux de capteurs sans fils). L’exploitation de ces résultats dans le cadre d’un nouveau projet européen est en cours de discussions avec les partenaires.

Dans le cadre de deux autres projets européens coordonnés par SPINTEC (applications spintronique plus générales mémoire, logique, capteurs, rf) différentes configurations magnétiques sont explorées pour la génération de fréquence.

Contact FIRST-TF : Ursula EBELS, ursula.ebels(at)cea.fr

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