Edge Effects on Magnetic Proprieties of CoFeB-MgO Based Nanodevice / Yu Zhang ; sous la direction de Dafiné Ravelosona et de Weisheng Zhao

Date :

Type : Livre / Book

Type : Thèse / Thesis

Langue / Language : anglais / English

Catalogue Worldcat

Électronique de spin

Tension superficielle

Structure magnétique

Mémoires non-volatiles à accès sélectif

Ravelosona, Dafiné (Directeur de thèse / thesis advisor)

Zhao, Weisheng (1980-....) (Directeur de thèse / thesis advisor)

Zhao, Weishen (Président du jury de soutenance / praeses)

Gaudin, Gilles (1972-) (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Montaigne, François (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Université Paris-Saclay (2015-2019) (Organisme de soutenance / degree-grantor)

Fert Beijing Institute (Organisme de cotutelle / degree co-grantor)

École doctorale Electrical, optical, bio : physics and engineering (Orsay, Essonne ; 2015-....) (Ecole doctorale associée à la thèse / doctoral school)

Université Paris-Sud (1970-2019) (Autre partenaire associé à la thèse / thesis associated third party)

Centre de nanosciences et de nanotechnologies (Palaiseau, Essonne ; 2016-....) (Laboratoire associé à la thèse / thesis associated laboratory)

Résumé / Abstract : .La jonction magnétique à effet tunnel, noyau de la mémoire MRAM (magnetic random access memory), a suscité beaucoup d'intérêt pour les technologies de stockage et de traitement de l'information de faible puissance. Cette thèse se concentre sur l'influence de l'effet de bord pour les propriétés magnétiques des nanodispositifs. Deux nanostructures magnétiques typiques sont concernés: nanopiliers MTJ sous un processus spécial d'encapsulation, et nanodots magnétiques avec la même structure que la couche libre de pilier MTJ.Tout d'abord, nous développons le processus de fabrication complet pour nanopiliers MTJ et nanodots magnétiques, qui est compatible avec la technologie standard du CMOS.Ensuite, un nouveau dispositif memristive hétérogène composé de nanopiliers MTJ entourés de commutateurs résistifs en silicium est étudié par la mesure de transport et la caractérisation structurale. Son application potentielle en tant que dispositif de mémoire à logique avec fonction de cryptage de la mémoire est discutée.Enfin, les nanodots magnétiques avec anisotropie magnétique perpendiculaire (Perpendicular Magnetic Anistopy, PMA) est étudiés par le microscope Kerr. Un modèle physique de la pression de Laplace appliqué sur un mouvement de DW aux bords des nanodots est chargé d'expliquer le décalage inattendu de la distribution du champ de commutation (switching field distribution, SFD) pour des nanodots de tailles variées

Résumé / Abstract : Magnetic tunnel junction (MTJ), the core of the magnetic random access memory (MRAM), have attracted intensive interest for low-power storage and information processing technologies. This thesis focuses on the discussion of the influence of edge effect for the magnetic proprieties of nanodevices. Two typical magnetic nanostructures are involved: MTJ nanopillar under a special encapsulation process, and magnetic nanodots with the same structure as the free layer of MTJ stack.First, we develop the full fabrication process for both MTJ nanopillar and magnetic nanodots, which is compatible with standard CMOS technology.Then, a novel heterogeneous memristive device composed of an MTJ nanopillars surrounded by resistive silicon switches is investigated by transport measurement and structural characterization. The potential application as a logic-in-memory device with memory encryption function is discussed.Finally, the magnetic nanodots with perpendicular magnetic anisotropy (PMA) is investigated using Kerr microscope. A physical model of Laplace pressure applied on a DW motion at the edges of nanodots is responsible for explaining the unexpected shifting of switching field distribution (SFD) for nanodots with varied sizes.