Doctorant en Physique théorique et modélisation (H/F)

Sujet de thèse :
La spintronique propose d’adresser le défi énergétique auquel sont confrontées les technologies de l'information en encodant l'information dans le spin des électrons, en plus de leur charge. Les jonctions tunnel magnétiques (magnetic tunnel junctions - MTJs), éléments constitutifs de la technologie de mémoire vive magnétique (magnetic random access memory - MRAM), sont actuellement envisagées comme des neurones stochastiques pour des applications de calcul non conventionnels, probabilistes et bio-inspirés a très faible consommation énergétique. À cette fin, les jonctions sont conçues de manière à ce que les fluctuations thermiques puissent inverser aléatoirement l'aimantation de la couche magnétique libre sur une échelle de temps de quelques secondes ou moins. Ces jonctions sont appelées jonctions tunnel superparamagnétiques (SMTJs).

Le contrôle des temps de séjour moyens de l’aimantation peut être réalisé par l'application d'un courant électrique, permettant également le couplage entre les jonctions. Les courants exercent des couples de transfert de spin (spin transfer torques- STT) sur l'aimantation de la couche libre. La physique de l'inversion d'aimantation assistée thermiquement sous STT est mal décrite théoriquement, les modèles analytiques existants se limitant à une description macrospin (domaine unique) et à des densités de courant négligeables ou sur-critiques.

L'objectif de cette thèse est de combler cette lacune et d'étudier, par des simulations numériques et des développements analytiques et développements de code, l'inversion d'aimantation assistée thermiquement dans des SMTJs à aimantation perpendiculaire sous différentes densités de courant. Les travaux porteront d'abord sur une seule SMTJ, puis s'étendront à plusieurs SMTJ couplées électriquement. Les temps de résidence calculés seront comparés aux mesures expérimentales réalisées au laboratoire SPINTEC, et serviront à orienter le développement de schémas de calcul non conventionnels.

Contexte :
La thèse s'effectuera au laboratoire de spintronique SPINTEC implanté sur le campus du CEA de la presqu'île scientifique de Grenoble (plus d'informations : www.spintec.fr). Elle sera rattachée à l'école doctorale de Physique de l'Université Grenoble Alpes.