Jonctions tunnel ferroélectriques ou magnétiques : nouveaux concepts de memristor

Durant ce travail de these, nous avons etudie deux concepts originaux de memristor fondes sur des effets purement electroniques. Un memristor est une nanoresistance variable non-volatile dont la valeur depend de la quantite de charges qui l’a traversee. Ce composant est particulierement prometteur pour des applications en tant qu’element de memoire binaire multi-niveaux ou en tant que synapse artificielle pour integration dans des architectures de calculs neuromorphiques. Le premier concept, le memristor spintronique, se base sur une jonction tunnel magnetique dans laquelle une paroi magnetique est introduite. Par l’effet de magnetoresistance tunnel, la resistance de la jonction depend de la configuration magnetique, et donc de la position de la paroi. La variation de resistance est obtenue en deplacant la paroi grâce a un courant par effet de transfert de spin. Le deuxieme concept, le memristor ferroelectrique, se base sur une jonction tunnel dont la barriere est ferroelectrique. La resistance d’une telle jonction depend de l’orientation de la polarisation de la barriere ferroelectrique. Nous montrons qu’elle a un fort potentiel en tant qu’element de memoire binaire de part la vitesse et l’energie d’ecriture. Le comportement memristif est obtenu par un retournement progressif de la polarisation electrique. Les resultats experimentaux obtenus apportent la preuve des concepts. Contrairement aux memristors existants bases sur des processus comme l’electromigration ou le changement de phase, ces deux concepts fondes sur des effets purement electroniques sont prometteurs en termes de rapidite et d’endurance.