Domaines magnétiques définis par FIB.

Domaines magnétiques (définis à partir d’un réseau de plots Pt/Co(0.5 nm)/Pt) étudiés à l’IEF pour les applications de mémoire magnétique haute densité, et définis au LPN par irradiation FIB (Focused Ion Beam) de lignes nanométriques espacées de 1 µm.

Electronique de spin.

Dans le domaine des études sur les mémoire magnétique de type MRAM, et dans le domaine de l’électronique de spin, il est important au plan fondamental, de pouvoir mesurer les caractéristiques des nano-dispositifs magnétiques réalisés. Ici, un anneau magnétique (en Ni-Fe) sur substrat de Silicium a été réalisé au LPN, avec l’ajout d’aiguilles de contact en Or alignées sur l’anneau magnétique et définies dans un second niveau d’insolation au masqueur électronique. Il s’agit de mesurer la résistance d’une paroi magnétique, qui peut être déplacée par injection de courant. (Collaboration avec l’Université de Constance - Allemagne).

Transistors MOSFET de prochaine génération.

Une voie étudiée à l’IEF est de contrôler l’épitaxie du Ge pour réaliser sur Si des transistors FET nanométriques (DOTFETS Ð 32nm-22nm). Des boîtes quantiques de germanium (Ge) sont épitaxiées à l’IEF sur silicium (Si) par épitaxie sélective, et localisées très précisément dans des fenêtres circulaires ou des sillons droits de dimension sub-microniques (2003 - vue au Microscope à Force Atomique). Chaque transistor pourrait être construit sur un ilôt unique de Ge.

Fonctionnalisation de surface à l’échelle nanométrique.

Agrégats métalliques (Or ou alliage magnétique Co50Pt50), de taille typique entre 2nm et 3nm de diamètre, déposés par dépôt UHV (Ultra High Vacuum) assisté par laser au Laboratoire LPMCN (UMR CNRS 5586, Univ. Claude Bernard, Lyon1 - photo de droite), de manière organisée sur un substrat de graphite (graphite HPOG), grâce à une préparation de la surface par faisceau d’ions focalisés (nano-FIB). Le traitement par FIB effectué au LPN permet de créer un réseau de défauts artificiels, induit par les impacts FIB (3750 ions/impact). Les défauts sont espacés de 250nm dans cette expérience (photo de gauche). Un domaine d’application de ces dépôts d’alliages magnétiques, organisés à l’échelle nanométrique, est l’Enregistrement Magnétique Haute Densité.

Electronique Ultime.

Les nouvelles générations de transistor imposent d’introduire de nouveaux matériaux de grille et de contrôler la dimension critique des nano-motifs gravés à mieux que 2nm. Pour atteindre cet objectif, le LTM (FMNT) étudie l’intégration et la gravure de nouveaux couples métal de grille/diélectrique dans la technologie : ici gravure de TiN (métal) et HfO2 (diélectrique « high-K »), pour la technologie CMOS 45nm, vue au microscope électronique.

Electronique moléculaire.

Transport électronique sur des structures de monocouches organiques auto organisées. Il s’agit ici de molécules pi conjuguées fonctionnalisées à l’IEMN (2004) par un espaceur aliphatique. Les courbes courant-tension montrent l’effet de redressement du au placement asymétrique du groupe Pi entre les électrodes. Vue des structures chimiques et modèle structural de quelques diodes moléculaires sur silicium. Insert : I-V non redresseur en absence du groupe Pi (chaîne aliphatique seule).