en fr Tunnelling Spectroscopy of Kondo adatoms and single molecules on a magnetic surface Spectroscopie à effet tunnel dadatomes Kondo et de molécules uniques sur une surface magnétique Reportar como inadecuado




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1 MPQ - Matériaux et Phénomènes Quantiques

Abstract : This work deals with two spintronics problems. In a first part, the Kondo effect induced by a 3d single atom adsorbed on a ferromagnetic surface is investigated using tunneling spectroscopy. The tunneling spectra above Co adatoms on Fe-Au111 self-organized clusters can be split by the interaction with the substrate. The spectroscopic signatures were fit using a two levels Fano resonance, which allows to extract the Kondo temperature and the magnetic field within a Zeeman effect scheme. In a second part, we investigate the spin-polarization of the local density of states of single C60 molecules adsorbed on a Cr001 surface using spin-polarized scanning tunneling spectroscopy. The spin-resolved conductance maps and spectra show a significant tunneling magnetoresistance above the molecules. Tight-binding and ab initio simulations allow the identification of the involved molecular polarized state, which derives from the lifting of degeneracy of a free molecule orbital. The magnetoresistance is ascribed to a spin-splitting of this molecular state and its spin-dependent hybridization with the chromium surface. This remarkable effect arises in the experiment as well as in the ab initio modeling despite the intrinsic complex electronic structure of the 001 surface, which is not yet theoretically clarified. The magnetoresistance following Jullière-s model reaches very high values at high biases that usually annihilate such effects.

Résumé : Ce travail porte sur deux problèmes de spintronique importants pour la compréhension du transport de spin à l’échelle atomique, dans les dispositifs de calcul et de stockage utilisant l-électronique moléculaire organique et l-électronique de spin, prévus pour dépasser les limitations intrinsèques des technologies actuelles. Dans une première partie, des mesures de spectroscopie à effet tunnel moyennée en spin sont faites sur un système Kondo formé d’un atome 3d adsorbé sur un îlot de fer monocouche auto-organisé sur une surface Au111. La signature spectroscopique classique, attribuée à un effet Kondo lorsque la surface n’est pas magnétique, est ici dédoublée par le couplage adatome-substrat ferromagnétique. Un modèle de résonance Fano à deux niveaux discrets en interaction avec un continuum d’états a permis d’estimer la température Kondo et le champ d’échange dans le cadre d’un effet Zeeman.Dans une seconde partie, des mesures de spectroscopie à effet tunnel polarisée en spin ont été effectuées sur des molécules unique de C$ {60}$ sur une surface Cr001. Des cartes de conductance tunnel différentielle et des spectres locaux révèlent une magnétorésistance tunnel importante pour certains états moléculaires. Des simulations liaison forte et ab initio ont permis d’identifier ces états, dérivant de la levée de dégénérescence d’une orbitale de la molécule libre, et de montrer qu’une hybridation spin-dépendante avec les états de la surface Cr001 est responsable du dédoublement en spin de l’état moléculaire impliqué. Cette magnétorésistance apparaît dans le calcul comme dans l’expérience en dépit de la structure électronique complexe de la surface Cr001, encore mal comprise. Une caractéristique également remarquable de cet effet est sa subsistance à des tensions normalement trop élevées pour conserver une polarisation du courant suffisant à engendrer de telles valeurs de magnétorésistance tunnel.

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Keywords : spintronics Kondo effect spin polarized tunneling spectroscopy electronic structure surface magnetism Fano resonance organic spintronics fullerene

Mots-clés : Spectroscopie à effet tunnel polarisée en spin Effet Kondo C60 Fe-Au111 Interface molécule substrat Spintronique organique Cr001 Résonance Fano





Autor: Seiji Léo Kawahara -

Fuente: https://hal.archives-ouvertes.fr/



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