Transport tunnel polarisé en spin dans dans le système épitaxié Fe/MgO/Fe : Interactions magnétiques et Symétries électroniques

Jury: B. Dieny, H. Dreyssé, A. George, P. Grünberg,A. Schuhl,E. Snoeck,C. TiusanMonocrystalline Fe(100)/MgO(100)/Fe(100) magnetic tunnel junctions (MTJ), elaborated by Molecular Beam Epitaxy constitute ideal systems for validation of specific concepts related to the spin polarized transport in crystalline multilayers. The analysis of the band structure shows that the Fe(100) behaves as a half-metal with respect to the D1 electronic symmetry; this new concept of spin polarization/filtering in terms of symmetry being at the origin of huge magnetoresistive effects theoretically predicted in these systems. Our magnetotransport results validate the effects of electronic symmetry filtering. Moreover, they illustrate the influence of the electronic structure on tunnel transport, whose complex mechanisms go well beyond the free-electron framework. The precise control of the bidimensional epitaxial growth of MgO allowed us the elaboration of extremely thin insulating barriers for which we provide a first experimental proof of magnetic coupling by spin polarized tunneling.Les jonctions tunnel magnétiques monocristallines Fe(100)/MgO(100)/Fe(100) élaborées par Epitaxie par Jet Moléculaire sont des systèmes modèles pour la validation de concepts spécifiques au transport polarisé en spin dans les multicouches cristallines. L'analyse de la structure de bande montre que le Fe(100) apparaît comme un demi-métal au regard de la symétrie D1 : cette nouvelle notion de polarisation en terme de symétrie électronique explique les formidables effets magnétorésistifs prédits dans ce système. Nos résultats magnétorésistifs valident les effets de filtrage en symétrie et montrent l'influence de la structure électronique sur le transport dont les mécanismes dépassent le modèle des électrons libres. Parallèlement, la croissance bidimensionnelle du MgO a permis l'élaboration de fines couches de MgO pour lesquelles nous avons fourni la première mise en évidence expérimentale d'une interaction antiferromagnétique entre deux couches magnétiques par effet tunnel polarisé en spin