[Article] - Texture de spin de α-GeTe dans la limite nanométrique

Sous titre
Les semi-conducteurs ferroélectriques de Rashba, tels que α-GeTe, sont apparus récemment comme des candidats prometteurs pour la spin-orbitronique entièrement contrôlée électriquement. La persistance des états électroniques de Rashba polarisés en spin dans les films ultra-minces d'α-GeTe est cruciale pour la miniaturisation des dispositifs. À l'aide de la spectroscopie de photoémission résolue en spin et en angle, appuyée par des calculs ab initio, les auteurs démontrent ici que des films d'α-GeTe d'une épaisseur de seulement 5 nm présentent encore une texture de spin planaire à la surface de Fermi.

Résumé

En utilisant la spectroscopie de photoémission résolue en spin et en angle, combinée à des calculs de la théorie de la fonctionnelle de la densité, nous étudions la structure électronique de l'α-GeTe déposé sur un substrat Si(111)-Sb à l'échelle ultra-mince. La structure de bande complète, incluant la surface de Fermi, et la caractérisation de la texture de spin sont présentées, en particulier pour une épaisseur de film de 5 nm. Des états de volume de puits quantiques polarisés en spin, bien définis, sont mis en évidence. Ceci confirme la haute qualité des films ultra-minces élaborés et permet une détermination précise de leur épaisseur. Le dédoublement de Rashba et la texture de spin dans le plan des bandes de volume du GeTe sont intégralement préservés sur le substrat Si(111)-Sb. Ceci suggère la persistance de la brisure de symétrie d'inversion et des propriétés ferroélectriques à l'échelle ultra-mince des films de GeTe. Nos résultats démontrent que la miniaturisation des dispositifs est envisageable dans le cadre d'applications spintroniques entièrement contrôlées électriquement.
 

Auteurs

Calvin Tagne-Kaegom,1 Alexandre Llopez,2 Boris Croes,2, Geoffroy Kremer, 1 Bertrand Kierren , 1 Daniel Malterre,1 Luc Moreau , 1 Jaurès Fotié Ngoufo , 2 Stefano Curiotto , 2 Pierre Müller , 2 Patrick Le Fèvre , 3,‡Julien Rault,3 François Bertran , 3 Andrés Saúl , 2 Frédéric Leroy , 2 Fabien Cheynis , 2,† and Yannick Fagot-Revurat,1 

1-Université de Lorraine, CNRS, Institut Jean Lamour, 54000 Nancy, France 

2-Aix Marseille Univ., CNRS, CINAM, AMUtech, Marseille, France

3-Synchrotron SOLEIL, L’Orme des Merisiers, Départementale 128, F-91190 Saint-Aubin, France
 

Références

C. Tagne-Kaegom et al., Physical Review B , Editor suggestion113, 125113 (2026), Editors’suggestion


DOI

https://doi.org/10.1002/adem.202503172

Image
spin-ARPES (left) and spin-polarized DFT (right) Fermi surface mapping