Contrôle électrique de l’injection de spin dans les diodes électroluminescentes avec un injecteur à couple spin-orbite
Dr. Pambiang Abel Dainone ,
Université de Lorraine (Institut Jean Lamour)
IAP Physics Seminar Series will occur on Tuesday 23 July, at 15:15 at the UM6P campus (Ryad 8, 1st floor).
Abstract:
Les diodes électroluminescentes à injection de spin (spin-LEDs), capables d’émettre une lumière polarisée circulairement grâce à la combinaison d’une structure LED avec un injecteur ferromagnétique, sont au cœur des futures télécommunications optiques [1]. Le défi actuel est de relier les disciplines de la photonique, de l’électronique et de la spintronique en modulant électriquement la polarisation circulaire de la lumière émise. Jusqu’à présent, la polarisation circulaire est contrôlée par la commutation de l’aimantation à l’aide d’un champ magnétique externe. Pour les applications futures, il est essentiel de s’affranchir de ce champ magnétique externe. Une solution possible serait de commuter électriquement l’aimantation en utilisant l’effet de couple spin-orbite (SOT) [2]. Dans ce travail, nous rapportons pour la première fois le contrôle électrique de la polarisation circulaire de la lumière émise par une diode électroluminescente (LED) température ambiante [3]. Cela est réalisé en utilisant le couple spin-orbite (SOT) et l’effet Hall de spin (SHE). La spin-LED standard atteint une valeur record mondiale de polarisation circulaire de 40 % à température ambiante, sans champ magnétique appliqué. Fait intéressant, la polarisation circulaire augmente d’environ 8 % à 100 K jusqu’à 40 % à 300 K. Pour la spin-LED avec le design SOT et le même injecteur, le courant critique de commutation est aussi bas que 9×10⁶ A/cm². Une impulsion de courant peut être utilisé pour commuter l’aimantation de l’injecteur, permettant ainsi de moduler la polarisation circulaire entre ±32 % à 300 K. De plus, nous montrons que l’aimantation peut être commutée de manière répétée plus de 60 fois sans endommager le dispositif. Nos résultats représentent une avancée majeure vers le contrôle électrique et la modulation ultra-rapide de la polarisation circulaire par la dynamique de l’aimantation, ce qui est crucial pour les technologies de l’information et de la communication de prochaine génération.
[1] R. Fiederling et al. Injection and detection of a spin-polarized current in a light emitting diode. Nature 402, 787 (1999)
[2] Chernyshov, A. et al. Evidence for reversible control of magnetization in a ferromagnetic material by means of spin–orbit magnetic field. Nat. Phys. 5, 656–659 (2009).
[3] P. A. Dainone et al. Controlling the helicity of light by electrical magnetization switching, Nature 627, 783-788 (2024).
Biography:
Pambiang Abel Dainone : a obtenu son baccalauréat en série C au Lycée Collège Évangélique du Tchad en 2016, il a poursuivi ses études à l’Université de Dschang au Cameroun, une institution réputée pour son excellence académique. En 2017, il a entrepris un master 1 en matière condensée et nanophysique, où il a obtenu la position de major de promotion. En 2019-2020, il a été sélectionné parmi quatre étudiants dans le cadre d’une convention entre l’Université de Lorraine et l’Université de Dschang pour poursuivre le master 2 à l’Université de Lorraine, où il a de nouveau décroché la première place de sa promotion. Ce qui lui permit de mener une thèse par la suite en spin-optoélectronique.
Localization: Ryad 8, 1st Floor.