Nanodomaines ferroélectriques dans les couches minces épitaxiales de tellure de germanium

La recherche en spintronique a montré que le contrôle de la polarisation ferroélectrique de matériaux innovants offre un moyen de modifier la texture en spin des bandes de conduction et de valence. Cette approche nécessite de piloter précisément la structure en domaines ferroélectriques des matériaux envisagés. Dans cette étude, nous avons réalisé la croissance de films minces ferroélectriques de tellure de germanium sur silicium par épitaxie par jet moléculaire dans une large gamme d’épaisseur. Nous montrons que la fraction volumique ainsi que la taille des nanodomaines ferroélectriques peuvent être contrôlées en ajustant finement l’épaisseur et la température de dépôt. Nous mettons en évidence la formation de parois de domaines dites à 71° et les mesures in situ pendant des cyclages thermiques montrent un cycle d’hystéresis avec l’apparition et la disparition des domaines ferroélectriques.
Une analyse détaillée de l’interface avec le substrat, montre que les dislocations de désaccord paramétrique formées pendant la croissance du film jouent un rôle clé dans la stabilité des nanodomaines ferroélectriques.
Cette étude a été menée en collaboration avec des chercheurs de l’IPCMS, du synchrotron SOLEIL, de l’IM2NP et du CEA-Grenoble.