Effet tunnel dépendant du spin : Des simples aux doubles ... - LPM

Introduction, généralités
initiale [GLA 88a] . Lorsque les interactions sont faibles, leurs effets se résument à une dépendance
en température accentuée en T 2 de la conduction.
- Sauts inélastiques via une chaîne de plusieurs état localisés
Glazman et Matveev ont étudié la conduction par sauts inélastiques à travers une
chaîne de N états localisés [GLA 88b] . En résumant, la dépendance en température est en T N N
Le nombre de sauts N prépondérant est un compromis entre le nombre de canaux disponibles
qui diminue avec N et la transmission qui augmente avec N. La tension a un rôle analogue à la
température (elle augmente le nombre d'états accessibles). La dépendance en tension présente
2
donc également une variation à la puissance N − N + 1 .
Là encore, cette forme de conduction va augmenter par rapport à l'effet tunnel
classique lorsque l'épaisseur de barrière augmentera.
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2
−
+ 1 .
- Variable Range Hopping
Les modes de conduction évoqués précédemment correspondent à un transport directif
perpendiculairement à la barrière. Pourtant les sauts entre états localisés séparés d'une certaine
distance lVRH sont isotropiquement favorisés (cette longueur résulte d'un compromis entre une
distance de saut courte mais suffisamment longue pour obtenir un état de même énergie). Pour
les barrières épaisses, la conduction peut donc se faire par sauts de longueur typique lVRH .
Cette distance et donc la conductivité varient en fonction de la température :
G = G e
T
−
T
⎛
1
* ⎞ 4
⎜ ⎟
⎝ ⎠
0
Xu et coll. [XU 95] ont montré avec des barrières de silicium amorphe comment ces modes
de conduction devenaient prépondérants au fur et à mesure de l'augmentation de l'épaisseur
de barrière. Dans le cas des barrières fines qui nous intéressent, les modes de conduction
supplémentaires vont surtout être des sauts inélastiques dans des chaînes de 1, 2 voire 3 états.
Chaque saut est susceptible de changer le spin de l'électron et donc de diminuer la magnétorésistance.
C'est ce type de conduction non dépendante du spin qui explique certainement les
faibles magnétorésistances à température ambiante obtenues avec les premières jonctions
tunnel magnétorésitives. En effet, les conductions inélastiques augmentent plus vite que l'effet
tunnel direct avec la température.