Croissance de couches minces épitaxiés de MgB₂ pour la spintronique supraconductrice

La spintronique supraconductrice est un domaine émergent et en pleine expansion, qui vise à intégrer la supraconductivité au transport de spin afin de réduire les pertes énergétiques et améliorer la performance des dispositifs spintronique. Un des principaux objectifs est la génération et le contrôle de courants polarisés en spin dans les matériaux supraconducteurs. Il a été prédit que des courants polarisés en spin, capables de se propager sur de longues distances, peuvent être générés à des interfaces supraconducteur/ferromagnétique (S/F) soigneusement conçues, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives pour les applications en spintronique. Des efforts considérables sont consacrés au développement de nouveaux systèmes hybrides S/F, avec l'objectif d'identifier et de combiner des matériaux optimaux pour obtenir les propriétés souhaitées sur une large plage de températures. Dans ce contexte, le diborure de magnésium (MgB₂) apparaît comme un candidat prometteur en raison de sa température critique (Tc) élevée, atteignant jusqu'à 39 K, dépassant celle de la plupart des supraconducteurs conventionnels. Dans ce travail, nous rapportons la croissance de films minces épitaxiés de MgB₂ par Épitaxie par Jet Moléculaire (MBE) avec des valeurs de Tc atteignant 32.5 K. Nous étudions les propriétés intrinsèques des films de MgB₂ avec des épaisseurs variant de 5 nm à 91 nm. Il est à noter qu'une inversion des boucles d'aimantation est observée dans les films minces, un phénomène également observé dans d'autres films supraconducteurs comme Nb et NbN. De plus, des bicouches de MgB₂ avec des matériaux tels que l'or (Au), le platine (Pt), le cobalt (Co) et le Ni₈₀Fe₂₀ ont été fabriquées pour étudier les effets de proximité et la réduction de l'injection de spin à l'interface S/F. Ces résultats contribuent au développement de systèmes hybrides basés sur MgB₂ pour la spintronique supraconductrice, offrant des perspectives sur les combinaisons de matériaux et les propriétés des interfaces.