Mesure de Transport électrique

(mise à jour 2 mars 2021)

Responsables

Benoît CORRAZE

Les expériences de mesures de transport présentes à l’IMN visent à déterminer la résistance électrique des matériaux, et son évolution en fonction de paramètres extérieurs comme la température et le champ magnétique. Ces informations donnent des informations importantes sur l’état de ces matériaux, par exemple s’ils sont isolants, conducteurs voire supraconducteurs. Les échantillons bien adaptés pour ces mesures peuvent être des monocristaux, des couches minces, voire des dispositifs miniaturisés constitués d’électrodes et du matériau à caractériser.

Equipements

Partie cryogénie / champ magnétique :

• • • Cryostat ARS sans He liquide (gamme de température 10 – 300 K), associé à une bobine supraconductrice 9T sans He liquide
    • Deux cryostats He Liquide Oxford, dont l'un couplé à une bobine supraconductrice 14T Oxford

Partie mesure :

• • • Deux racks dédiés aux mesures de propriétés de transport en température
      - Mesures DC haute résistance (> 10⁸ Ohm): Keithley 236 et Keithley 237
      - Mesures DC faible résistance : sources de courant Keithley 220 et 6221, nanovoltmètres Keithley 182 et 2182
      - Mesures AC : détection synchrone Standford SR830DSP
      
       
    • Un rack dédié aux mesures sous pulses électriques, équipé de :
      - Générateurs de pulses électriques ultracourts Agilent 8114A (pulses créneau jusqu'à moins de 20 ns) et 81150A (pulses de forme arbitraire)
      - Oscilloscope Tektronix DPO3034
      - amplificateur de pulses de tension jusqu’à 400 V
      - Source-mesure Keithley 6430

Cryostat Oxford avec bobine supraconductrice 14-16 T		Cryostat sans hélium liquide ARS

Performances

• • • Mesure de transport :
      Echantillons = monocristaux ou couches minces, avec une des dimensions  > 200 µm
      Forte résistance jusqu'à 10¹³ Ohm
      Champ magnétique jusqu'à 14 T
      Gamme de température :
      - Pour les fortes résistances et /ou sous champ magnétique : 1,2 - 350 K
      - Pour des résistances inférieures à 10⁶ Ohm : 1,2 - 1000 K
      
      
    • Mesure sous pulses électriques :
      Echantillons sous forme de couches minces ou de monocristaux
      Largeur de pulses : de 7 ns à 1s

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Exemples publiés

How a dc Electric Field Drives Mott Insulators Out of Equilibrium.
P. Diener et al.
Phys. Rev. Lett. 2018, 121, 016601

First demonstration of "Leaky Integrate and Fire" artificial neuron behavior on (V_0.95Cr_0.05)₂O₃ thin film.
Coline Adda et al.
MRS Commun. 2018, 8, 835

Mott Memory Devices Based on the Mott Insulator (V_1-xCr_x)₂O₃
J. Tranchant et al.
2018 IEEE International Memory Workshop (IMW) (2018), p.1.