Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies - Campus de Marcoussis
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Physique et Technologie des Nanostructures > Nanomagnétisme et spintronique mésoscopique
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MesoSpin

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La spintronique quantique est un domaine émergent de la nanoélectronique de spin, qui utilise la phase dynamique d’un courant de spins ou d'un spin unique confiné (cf. Fig.1). Le projet MesoSpin, initié dans notre équipe, propose une nouvelle voie pour la manipulation cohérente d’un courant de spins, basée sur l’interaction d’échange plutot que sur le couplage spin-orbite (cf. Fig.2).

Nos efforts actuels portent sur la mesure du déphasage induit par une paroi de domaine unique piégée sur une nanoconstriction. L’étude du transport quantique dans des nanostructures de (Ga,Mn)As fait l’objet d’une thèse.

MesoSpin Project
Fig.1: Le Projet MesoSpin au LPN
Phase Coherent Spin Manipulation
Fig.2: Alternative proposée pour la manipulation cohérente d’un courant de spin
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Puce Membres

Contacts

 Faini Giancarlo  (+33) 1 69 63 61 26  

Et aussi...

 Gennser Ulf  (+33) 1 69 63 61 31  
 Mailly Dominique  (+33) 1 69 63 61 27  

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Puce Publications

Publications dans des journaux
  • Joule heating and current-induced domain wall motion , J. Curiale, A. Lemaître, T. Niazi, G. Faini, V. Jeudy, J. Appl. Phys. 112, 103922 (2012)
  • The influence of thermal activation and the intrinsic temperature dependence of the spin torque effect in current-induced domain wall motion , P. Dagras, M. Klaui, M. Laufenberg, D. Bedau, L. Vila, G. Faini, J. A. C Bland, C. A. F Vaz, U. Rudiger, J. Phys. D 40, 1247 (2007)
  • Universal conductance fluctuations in epitaxial GaMnAs ferromagnets: dephasing by structural and spin disorder , L. Vila, R. Giraud, L. Thevenard, A. Lemaître, F. Pierre, J. Dufouleur, D. Mailly, B. Barbara, G. Faini, Phys. Rev. Lett. 98, 27204 (2007)
  • Large phase coherence effects in GaMnAs-based nanostructures: Towards a quantum spintronics , R. Giraud, L. Vila, A. Lemaître, G. Faini, Appl. Surf. Sci. 254, 343 (2007)
  • Temperature dependence of the spin torque effect in current-induced domain wall motion , M. Laufenberg, W. Buhrer, D. Bedau, P.-E. Melchy, M. Klaui, L. Vila, G. Faini, C. A. F Vaz, J. A. C Bland, U. Rudiger, Phys. Rev. Lett. 97, 46602 (2006)
  • Spin transfer experiments on (Ga,Mn)As/(In,Ga)As/(Ga,Mn)As tunnel junctions , M. Elsen, O. Boulle, J.-M. George, H. Jaffres, R. Mattana, V. Cros, A. Fert, A. Lemaître, R. Giraud, G. Faini, Phys. Rev. B 73, 353303 (2006)
  • Anisotropy engineering in Co nanodiscs fabricated using prepatterned silicon pillars , C. Thirion, W. Wernsdorfer, M. Klaui, C. A. F Vaz, P. Lewis, H. Ahmed, J. A. C Bland, D. Mailly, Nanotechnology 17(8), 1960 (2006)
  • Resonant photon absorption and hole burning in Cr7Ni antiferromagnetic rings , W. Wernsdorfer, D. Mailly, G.A. Timco, R.E.P. Winpenny, Phys. Rev. B 72(6), 60409 (2005)
  • Direct observation of domain-wall configurations transformed by spin currents , M. Klaui, P. O. Jubert, R. Allenspach, A. Bischof, J. A. C Bland, G. Faini, U. Rudiger, C. A. F Vaz, L. Vila, C. Vouille, Phys. Rev. Lett. 95(2), 26601 (2005)
  • Multiprobe perpandicular giant magneto resistance measurements on isolated multilayered nanowires , F. Elhoussine, L. Vila, L. Piraux, G. Faini, J. Magn. Mat. 290, 116 (2005)
  • Controlled and reproductible domain wall displacement by current pulses injected into ferromagnetic ring structures , M. Klaui, C. A. F Vaz, J. A. C Bland, W. Wernsdorfer, G. Faini, E. Cambril, L. J. Heyderman, F. Nolting, U. Rudiger, Phys. Rev. Lett. 94(10), 106601 (2005)
  • Spin-transfer-induced domain wall motion in a spin valve , J. Grollier, P. Boulenc, V. Cros, A. Hamzic, A. Vaures, A. Fert, G. Faini, J. Appl. Phys. 95, 6777 (2004)
  • Resonant Photon absorption in the low-spin molecule V-15 , W. Wernsdorfer, K. Hasselbach, D. Mailly, Europhys. Lett. , (2004)
  • Magnetization reversal by injection and transfer of spin: experiments and theory , A. Fert, V. Cros, J.-M. George, J. Grollier, H. Jaffres, A. Hamzic, A. Vaures, G. Faini, J. Ben Youssef, H. Le Gall, J. Magn. Mat. 272-276, 1706 (2004)
  • Evidence for resonant magnetic tunneling of rare-earth ions / from insulating to metallic matrix , B. Barbara, R. Giraud, W. Wernsdorfer, D. Mailly, P. Lejay, A. Tkachuk, H. Suzuki, J. Magn. Mat. 272 Part 2 Sp. Iss SI, 1024 (2004)
  • Domain wall displacement induced by subnanosecond pulses current , C. K. Lim, T. Devolder, C. Chappert, J. Grollier, V. Cros, A. Vaures, A. Fert, G. Faini, Appl. Phys. Lett. 84, 2820 (2004)
  • Switching processes and switching reproducibility in ferromagnetic ring structures , M. Klaui, C. A. F Vaz, J. A. C Bland, E. H. C Sinnecker, A. P. Guimaraes, W. Wernsdorfer, G. Faini, E. Cambril, L. J. Heyderman, C. David, Appl. Phys. Lett. 84, 951 (2004)
  • Domain wall behaviour at constrictions in ferromagnetic ring structures , M. Klaui, C. A. F Vaz, W. Wernsdorfer, E. Bauer, S. Cherifi, S. Heun, A. Locatelli, G. Faini, E. Cambril, L. J. Heyderman, J. A. C Bland, Physica B 343, 343 (2004)
  • Magnetic anisotropy in single clusters , M. Jamet, W. Wernsdorfer, C. Thirion, V. Dupuis, P. Melinon, A. Perez, D. Mailly, Phys. Rev. B , 24401 (2004)
  • Angular dependence of the magnetization switching for a multidomain dot: experiment and simulation , O. Fruchtar, J. -C. Toussaint, P. O. Jubert, W. Wernsdorfer, R. Hertel, K. Kirschner, D. Mailly, Phys. Rev. B 70, 172409 (2004)
  • Photon-assisted tunneling in a Fe-8 single-molecule magnet , L. Sorace, W. Wernsdorfer, C. Thirion, A.L. Barra, M. Pacchioni, D. Mailly, B. Barbara, Phys. Rev. B 68(22), 220407 (2003)
  • Switching of magnetization by nonlinear resonance studied in single nanoparticles , C. Thirion, W. Wernsdorfer, D. Mailly, Nature Materials 2(8), 524 (2003)
  • Switching a spin valve back and forth by current-induced domain wall motion , J. Grollier, P. Boulenc, V. Cros, A. Hamzic, A. Vaures, A. Fert, G. Faini, Appl. Phys. Lett. 83, 509 (2003)
  • Domain wall motion induced by spin polarized currents in ferromagnetic ring structures , M. Klaui, C. A. F Vaz, J. A. C Bland, W. Wernsdorfer, G. Faini, E. Cambril, L. J. Heyderman, Appl. Phys. Lett. 83, 105 (2003)
  • Domain wall pinning and controlled magnetic switching in narrow ferromagnetic ring structures with notches , M. Klaui, C. A. F Vaz, J. A. C Bland, W. Wernsdorfer, G. Faini, E. Cambril, J. Appl. Phys. 93, 7885 (2003)
  • Magnetoresistance magnometry of Ni80Fe20(1-x)Ir(x) wires with varying anisotropic magnetoresistance ratio , C. A. F Vaz, E. Blackburn, M. Klaiu, J. A. C Bland, L. Gan, W. F. Egelhoff, E. Cambril, G. Faini, W. Wernsdorfer, J. Appl. Phys. 93, 8104 (2003)
  • Field dependence of magnetization reversal by spin transfer , J. Grollier, V. Cros, H. Jaffres, A. Hamzic, J.-M. George, G. Faini, J. Ben Youssef, H. Le Gall, A. Fert, Phys. Rev. B 67, 65535 (2003)
  • Surface effects in noninteracting and interacting gamma-Fe2O3 nanoparticles , E. Tronc, D. Fiorani, M. Nogues, A.M. Testa, F. Lucari, F. D'Orazio, J.M. Greneche, W. Wernsdorfer, N. Galvez, C. Chaneac, D. Mailly, J.P. Jolivet, J. Magn. Mat. 262(1), 6 (2003)
  • Domain wall pinning in narrow ferromagnetic ring structures probed by magnetoresistance measurements , M. Klaui, C. A. F Vaz, J. Rothman, J. A. C Bland, W. Wernsdorfer, G. Faini, E. Cambril, Phys. Rev. Lett. 90, 65535 (2003)
  • Direct measurement of spin accumulation in a metallic mesoscopic structure , J.-M. George, A. Fert, G. Faini, Phys. Rev. B 67, 12410 (2003)
  • Temperature dependence of switching fields of single 3 nm cobalt nanoparticles , C. Thirion, W. Wernsdorfer, M. Jamet, V. Dupuis, P. Melinon, A. Perez, D. Mailly, J. Appl. Phys. 91, 7062 (2002)
  • Magnetization reversal of exchange bias double layers magnetically patterned by ion irradiation , J. Fassbender, S. Poppe, T. Mewes, A. Mougin, B. Hillebrands, D. Engel, M. Jung, A. Ehresmann, H. Schmoranzer, G. Faini, K. J. Kirk, J. N. Chapman, Phys. Stat. Sol. (a) 189, 439 (2002)
  • Magnetoresistance and spin electronics , A. Barthelemy, A. Fert, J. P. Contour, M. Bowen, V. Cros, J. M. De Teresa, A. Hamzic, G. Faini, J.-M. George, J. Grollier, F. Montaigne, F. Pailloux, F. Petroff, C. Vouille, J. Magn. Mat. 242, 68 (2002)
  • Switching the magnetic configuration of a spin valve by current induced domain wall motion , J. Grollier, D. Lacour, V. Cros, A. Hamzic, A. Vaures, A. Fert, D. Adam, G. Faini, J. Appl. Phys. 92, 4825 (2002)
  • Controlled magnetic switching in single narrow rings probed by magnetoresistance measurements , M. Klaui, C. A. F Vaz, J. A. C Bland, W. Wernsdorfer, G. Faini, E. Cambril, Appl. Phys. Lett. 81, 108 (2002)
  • Spin injection and experimental detection of spin accumulation , A. Fert, J.-M. George, H. Jaffres, G. Faini, J. Phys. D 35(19), 2443 (2002)
  • Multiprobe magnetoresistance measurements on isolated magnetic nanowires , L. Vila, L. Piraux, J.-M. George, G. Faini, Appl. Phys. Lett. 80, 3805 (2002)
  • Magnetic anisotropy of a single cobalt nanoparticle , M. Jamet, W. Wernsdorfer, C. Thirion, D. Mailly, V. Dupuis, P. Melinon, Phys. Rev. Lett. 86, 4676 (2001)
  • Nuclear spin driven relaxation in LiY0.998Ho0.002F4 , R. Giraud, W. Wernsdorfer, A. Tkatchuk, D. Mailly, B. Barbara, Phys. Rev. Lett. 87, 57203 (2001)
  • Review of recent results on spin polarized tunnelling and magnetic switching by spin injection , A. Fert, A. Barthelemy, J. Ben Youssef, J. P. Contour, V. Cros, J. M. De Teresa, A. Hamzic, J.-M. George, G. Faini, J. Grollier, H. Jaffres, H. Le Gall, F. Montaigne, F. Pailloux, F. Petroff, Mater. Sci. Eng. B 84, 1 (2001)
  • Magnetic micropatterning of FeNi/FeMn exchange bias bilayers by ion irradiation , A. Mougin, S. Poppe, J. Fassbender, B. Hillebrands, G. Faini, U. Ebels, M. Jung, D. Engel, A. Ehresmann, H. Schmoranzer, J. Appl. Phys. 89, 6606 (2001)
  • Nano-fabrication with focused ion beams , J. Gierak, D. Mailly, G. Faini, J.-L. Pelouard, P. Denk, F. Pardo, J.-Y. Marzin, A. Septier, G. Schmid, J. Ferre, R. Hydman, C. Chappert, J. Flicstein, B. Gayral, J.-M. Gerard, Microelectron. Eng. 57-58, 865 (2001)
  • Spin-polarized current induced switching in Co/Cu/Co pillars , J. Grollier, V. Cros, A. Hamzic, J.-M. George, H. Jaffres, A. Fert, G. Faini, J. Ben Youssef, H. Le Gall, Appl. Phys. Lett. 78, 3663 (2001)
  • Single nanoparticle measurement techniques , W. Wernsdorfer, D. Mailly, A. Benoit, J. Appl. Phys. 87, 5094 (2000)
  • Landau-Zener method to study quantum phase interference of Fe8 molecular nanomagnets , W. Wernsdorfer, R. Sessoli, A. Canesch, D. Catteschi, A. Cornia, D. Mailly, J. Appl. Phys. 89, 5481 (2000)
  • Observation of the distribution of molecular spin states by resonant tunneling of the magnetization , W. Wernsdorfer, T. Ohm, C. Sangregorio, R. Roberta, D. Mailly, C. Paulsen, Phys. Rev. Lett. 82, 3903 (1999)
  • Three-dimensional magnetization reversal measurements in nanoparticles , E. Bonet, W. Wernsdorfer, B. Barbara, A. Benoit, D. Mailly, A. Thiaville, Phys. Rev. Lett. 83, 4188 (1999)
  • Detection of the magnetization reversal in submicron Co particles by GMR measurements , V. Cros, S. F. Lee, A. Fert, G. Faini, A. Cornette, A. Hamzic, J. Magn. Mat. 165, 512 (1997)
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Puce Contrats et projets

    Puce Projets Internationaux

      HIDEMAR : Self-assembled nanoparticles and nanopatterned arrays for high dendity magneto-recording

      Référence de contrat : CEE-GROWTH
      Responsable(s) C2N : Giancarlo Faini
      Principaux objectifs : Approche bottom-up et top-down pour l'assemblage de media haute densité pour le stockage d'information. (2002-2005)

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    Puce ANR PNANO

      MOMES : Manipulation Optique, Magnétisme et Electronique de Spin

      Référence de contrat : ANR PNANO
      Coordinateur, Partenaire(s) : J.-M. George (TRT )
      Responsable(s) C2N : Aristide Lemaître
      Principaux objectifs : Mise en œuvre de moyens d’injection et de détection de porteurs polarisés en spin, la compréhension des mécanismes de relaxation de spin dans des objets aux dimensions réduites et le développement de techniques de manipulation du spin. (2005-2008)

      MAGICO : Oscillateur HF à transfert de spin pour les télécoms du futur

      Référence de contrat : ANR PNANO
      Responsable(s) C2N : Giancarlo Faini
      Principaux objectifs : Dans ce projet /MagICO/, nous avons pour objectif la réalisation d’un nouveau type d’oscillateur hyperfréquence HF à commande de courant (current I controlled oscillator/ ICO/) sur circuit électronique CMOS, dont le principe repose sur des propriétés de l’électronique de spin dans une nanostructure /mag/nétique. L’optimisation des fonctionnalités de cet oscillateur à transfert de spin se déroulera en plusieurs étapes, visant à exploiter de nouvelles architectures d’une nanostructure magnétique basée soit sur une vanne de spin, soit sur un polariseur original à aimantation perpendiculaire. (2005-2008)

      MICONANO : Transport dans des structures nanoscopiques contrôlé par micro-onde

      Référence de contrat : ANR PNANO
      Responsable(s) C2N : Giancarlo Faini
      Principaux objectifs : Ce projet développe de nouvelles possibilités de contrôle par micro-onde du transport électronique et thermique dans des nanostructures avec potentiels asymétriques. Le but est de créer et de contrôler un transport directionnel en présence de bruit, de non-cohérence, de fluctuations thermiques et des effets quantiques et de chaos. Des réseaux d'antidots asymétriques dans des hétérostructures à semiconducteurs, à l'équilibre thermique, sous un champ micro-onde monochromatique polarisé, peuvent créer un fort courant directionnel même en présence d'une force moyenne nulle. Ce phénomène d'effet (2005-2008)

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    Puce Projets Incitatifs du Ministère de la Recherche

      NanoQuantumSpin : Magnétométrie à MicroSQUID et transport polarisé en spin pour l'étude de systèmes modèles du nanomagnétisme: du micromagnétisme classique au monodomaine quantique

      Référence de contrat : ACN
      Responsable(s) C2N : Dominique Mailly
      Principaux objectifs : Etude par magnétométrie et transport tunnel de nanoparticules magnétiques (2002-2005)

      DECORESS : Nouveaux développements pour une électronique de spin sur semiconducteurs

      Référence de contrat : ACN
      Responsable(s) C2N : Giancarlo Faini
      Principaux objectifs : Association des spécialistes du magnétisme et de semiconducteurs pour élaborer des nouvelles nanostructures ferromagnétiques/semiconducteurs pour l'électronique de spin (2002-2005)

      NANOMAGDYN : Fabrication, magnéto-transport électronique et dynamique ultra rapide de l'aimantation de nano-objets isolés ou en interaction

      Référence de contrat : ACN
      Responsable(s) C2N : Dominique Mailly
      Principaux objectifs : Fabrication de nanostructures magnétiques (2002-2005)

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Puce Stages passés et en cours

Post-doctorat

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