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Les stages

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Jonction Magnétique Tunnel pour des enregistrements neuronaux
Magnetic Tunnel Junction for neuronal recordings

Spécialité

Physique de la matière condensée

Niveau d'étude

Bac+5

Formation

Master 2

Unité d'accueil

Candidature avant le

01-06-2017

Durée

4 mois

Poursuite possible en thèse

oui

Contact

PANNETIER-LECOEUR Myriam
+33 1 69 08 74 10

Résumé/Summary

L'utilisation de capteurs à électronique de spin permet de remplir les conditions de miniaturisation et de sensibilité pour interroger à l'échelle d'une ou de quelques cellules l'activité nerveuse ou musculaire. Dans ce stage, des jonctions magnétiques tunnel seront fabriquées pour mesurer la signature locale de l'activité neuronale.
Spin electronics offers both sensitivity and miniaturization required to investigate local the magnetic signature of excitables cells in tissues. During this internship, Magnetic Tunnel Junction will be realised to have a new probe for local neuronal recordings.

Sujet détaillé/Full description

L'utilisation de capteurs à électronique de spin permet de remplir les conditions de miniaturisation et de sensibilité pour interroger à l'échelle d'une ou de quelques cellules l'activité nerveuse ou musculaire. Nous avons pu faire la preuve de la faisabilité de ce nouvel outil en réalisant les premières mesures locales de Potentiel d'Action musculaire et d'activité neuronale avec des sondes à magnéto-résistances géantes (GMR). Afin d'améliorer la rapidité d'acquisition des signaux et d'augmenter encore la miniaturisation, il serait très favorable d'augmenter la sensibilité des sondes en utilisant des jonctions tunnel magnétiques (MTJs) dont les magnétorésistances peuvent atteindre 250% à température ambiante (contre 10% pour les GMR).
Dans ce stage, des dispositifs de mesure pour l’activité neuronale seront développés en utilisant notre nouveau bâti de dépôt de couches minces, permettant la fabrication d'empilement de MTJs . Les sondes seront fabriquées au laboratoire, testées en chambre magnétiques blindées pour connaitre leur performance intrinsèque, puis utilisées pour des enregistrements in vitro ou in vivo sur cellules neuronales .
Ces enregistrements magnétiques permettront de cartographier les courants d'activation circulant à l'intérieur des tissus ou des cellules sans contact physique direct, comme en électrophysiologie, et en obtenant une information de direction de la propagation de ces courants.
Spin electronics offers both sensitivity and miniaturization required to investigate local the magnetic signature of excitables cells in tissues . We have successfully achieved the first magnetic recordings at local scale on muscular Action Potentials and neuronal activity responses using Giant Magneto-Resistance (GMR) probes. To improve the acquisition speed of these recordings and to further miniaturise, it would be extremely valuable to improve the probe sensitivity by using Magnetic Tunnel Junctions (MTJs) which magnetoresistance can reach up to 250% at room temperature (to be compared to 10% for GMR).
During this internship, new probes based on MTJ will be developped, using our new deposition system dedicated to magnetic thin films. These devices will be patterned in the lab's clean room, tested in our magnetic shielded room to evaluate the intrinsic probe performances. The probes will be then used to measure neuronal signals in vitro and in vivo.
These magnetic recordings will allow reconstructing the map of currents flowing within the structures or the cells, without the need of a direct physical contact to the structure, while adding the directionnal information of current propagation.

Mots clés/Keywords

Magnétisme, Electronique de spin, Capteurs, Système nerveux, Electrophysiologie
Magnetism, Spin electronics, Sensors, Nervous system, Electrophysiology

Compétences/Skills

-Mesures physiques -Magnétotransport -Mesures de Bruit -Microfabrication
-Electromagnetism -Magnetotransport -Noise measurements -Microfabrication

Logiciels

http://iramis.cea.fr/spec/LNO/

 

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