En collaboration avec le laboratoire ISM CNR à Rome (Paola De Padova) et le centre du rayonnement synchrotron italien (Elettra) nous étudions des semi-conducteurs dilués magnétiques (DMS). Ce projet a été développé dans le cadre de la thèse de Renaud Brochier (soutenue en octobre 2002) et est prolongé dans la thèse de Miloud Zerrouki (soutenue en juillet 2005). L'étude des DMS comportant des semi-conducteurs du groupe IV est engagée dans la thèse de Lynda Madiou (à partir de 2003) et de Maher Sabra (à partir de septembre 2005). La possibilité de doper des semi-conducteurs avec des éléments magnétiques a permis de créer une nouvelle catégorie de matériaux appelés les semi-conducteurs magnétiques dilués (DMS). Une des particularités des DMS est l'apparition de moments magnétiques localisés générés par le couplage électron-trou. Ceci mène à des propriétés intéressantes comme, par exemple, l'augmentation du facteur g des porteurs de charge ou à des excitations nouvelles, comme les polarons magnétiques. Mais le ferromagnétisme est rarement observé dans les semi-conducteurs à cause de la faible densité de porteurs et aussi à cause de la prédominance du superéchange entre les moments magnétiques locaux. Dans la plupart des cas, les semi-conducteurs magnétiques ont des températures de Curies basses. L'intérêt des DMS a été suscité, il y a quelques décennies, par les travaux sur les semi-conducteurs II-VI. Les DMS à base de semi-conducteurs II-VI et III-V dopés au Mn présentent deux caractéristiques importantes : La concentration de Mn peut s'élever jusqu'à une dizaine de pourcents (en utilisant des techniques d'épitaxie par jets moléculaires, MBE) La concentration de porteurs peut-être contrôlée dans une large gamme et permet de choisir entre des dopages de type n ou de type p Ces deux aspects offrent la possibilité de varier le comportement magnétique en changeant la concentration des porteurs. L'effort récent a été concentré essentiellement sur les études de semi-conducteurs III-V dopés en Mn. Des couches ferromagnétiques épitaxiées de haute qualité ont été obtenues avec des températures de Curie atteignant 110 K. Cette découverte a ouvert la voie aux expériences d'injection de spin d'un injecteur ferromagnétique dans un semi-conducteur traditionnel. Le but de notre projet est l'étude des DMS comportant des semi-conducteurs du groupe IV qui ont été "redécouverts" très récemment dans le contexte d'électronique de spin. Des travaux expérimentaux et théoriques montrent que dans Mnx Ge1-x la température de Curie augmente linéairement avec la concentration de Mn et que dans le semi-conducteur de type p, l'ordre ferromagnétique peut être contrôlé par tensions de ± 0.5 V . En plus, les expériences montrent que la température de Curie dans MnxGe1-x est plus haute que prévue dans le modèle de Zener . Par exemple, dans le germanium dopé avec du Mn et du Co, une température de Curie de 270 K a été mesurée. Il est très intéressant qu'indépendamment de la concentration de Mn, les composés MnxGe1-x sont proches des propriétés demi-métalliques, ce qu'il faudra vérifier expérimentalement. D'une façon générale, dans les composés MnxGe1-x et MnxSi1-x les atomes de Mn ont un moment individuel de l'ordre de 3 mB et ils sont la source de trous. L'alignement ferromagnétique est plus favorable que l'antiferromagnétisme et cette tendance se renforce avec la concentration de Mn croissante. Toutes ces indications donne un réel espoir d'une utilisation pratique de ces matériaux dans le futur. Cet espoir est renforcé par le fait de leur compatibilité avec les technologies existantes à base de silicium. Les études de croissance seront entreprises au laboratoire LPMS. Du point de vue spectroscopique, les échantillons seront examinés au LPMS en photoémission. La photoémision en spin sera mise en ouvre si les échantillons présentent une aimantation rémanente. Nous appliquerons aussi de méthodes expérimentales basées sur le rayonnement synchrotron: photoémission résolue en angle (utilisant des énergies variables du synchrotron), photoémission résonnante, dichroisme circulaire magnétique. précédente