Centre d’Élaboration de Matériaux et d’Etudes Structurales (UPR 8011)


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Structure électronique et conductivité aux interfaces d’oxydes

Contact : Rémi Arras
remi.arras[at]cemes.fr

Dans le groupe MEM, des activités théoriques basées sur l’utilisation de calculs premiers principes ont pour vocation d’étudier les propriétés structurales, électroniques et magnétiques d’oxydes complexes et de leurs surfaces/interfaces. Cette thématique englobe à la fois des études

- des gaz bidimensionnels d’électrons aux interfaces avec un oxyde polaire [1]

- des effets spin-orbite dans les oxydes,

- de la structure électronique aux interfaces « métal/oxyde », afin de comprendre les effets de couplage magnétoélectrique [3] ou les mécanismes définissant la hauteur de barrière Schottky [4].

Actuellement, nous sommes intégrés dans un projet collaboratif financé par l’ANR (projet MULTINANO, https://projet.multinano.ovh/, grant number ANR-19-CE09-0036, porté par A. Barbier, SPEC, CEA-Saclay ), projet dans lequel nous souhaiterions comprendre les mécanismes physiques à l’origine de la formation de domaines conducteurs dans des ferrites de structure spinelle, au voisinage de leurs interfaces.

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Figure 1 : contrôle de la direction de l’aimantation dans une couche de Co par renversement de la polarisation électrique dans Pb(Zr,Ti)O3 (PZT) [3].

 

 

[1] K. Rubi, et al., Aperiodic quantum oscillations in the two-dimensional electron gas at the LaAlO3/SrTiO3 interface, npj Quantum Mater. 5, 1 (2020).

[2] J. Gosteau, et al., Spin-orbit effects in ferroelectric PbTiO3 under tensile strain, Phys. Rev. B 103, 024416 (2021)

[3] R. Arras and S. Cherifi-Hertel, Polarization Control of the Interface Ferromagnetic to Antiferromagnetic Phase Transition in Co/Pb(Zr,Ti)O3, ACS Appl. Mater. & Interfaces 11, 34399 (2019).

[4] R. Arras, et al., Schottky barrier formation at the Fe/SrTiO3(001) interface : Influence of oxygen vacancies and layer oxidation, Phys. Rev. B 102, 205307 (2020).