High On/Off ratio memristive switching of manganite/cuprate bilayer by interfacial magnetoelectricity

Memristive switching serves as the basis for a new generation of electronic devices. Memristors are two-terminal devices in which the current is turned on and off by redistributing point defects, e.g., vacancies, which is difficult to control. Memristors based on alternative mechanisms have been explored, but achieving both the high On/Off ratio and the low switching energy desirable for use in electronics remains a challenge. Here we report memristive switching in a La_(0.7)Ca_(0.3)MnO_(3)/PrBa_(2)Cu_(3)O_(7) bilayer with an On/Off ratio greater than 103 and demonstrate that the phenomenon originates from a new type of interfacial magnetoelectricity. Using results from firstprinciples calculations, we show that an external electric-field induces subtle displacements of the interfacial Mn ions, which switches on/off an interfacial magnetic “dead” layer, resulting in memristive behavior for spin-polarized electron transport across the bilayer. The interfacial nature of the switching entails low energy cost about of a tenth of atto Joule for write/erase a “bit”. Our results indicate new opportunities for manganite/cuprate systems and other transition-metal-oxide junctions in memristive applications

Modified magnetic anisotropy at LaCoO_(3)/La_(0.7)Sr_(0.3)MnO_(3) interfaces

Controlling magnetic anisotropy is an important objective towards engineering novel magnetic device concepts in oxide electronics. In thin film manganites, magnetic anisotropy is weak and it is primarily determined by the substrate, through induced structural distortions resulting from epitaxial mismatch strain. On the other hand, in cobaltites, with a stronger spin orbit interaction, magnetic anisotropy is typically much stronger. In this paper, we show that interfacing La0.7Sr0.3MnO3 (LSMO) with an ultrathin LaCoO3 (LCO) layer drastically modifies the magnetic anisotropy of the manganite, making it independent of the substrate and closer to the magnetic isotropy characterizing its rhombohedral structure. Ferromagnetic resonance measurements evidence a tendency of manganite magnetic moments to point out-of-plane suggesting non collinear magnetic interactions at the interface. These results may be of interest for the design of oxide interfaces with tailored magnetic structures for new oxide devices

Controlled sign reversal of electroresistance in oxide tunnel junctions by electrochemical-ferroelectric coupling

The persistence of ferroelectricity in ultrathin layers relies critically on screening or compensation of polarization charges which otherwise destabilize the ferroelectric state. At surfaces, charged defects play a crucial role in the screening mechanism triggering novel mixed electrochemical-ferroelectric states. At interfaces, however, the coupling between ferroelectric and electrochemical states has remained unexplored. Here, we make use of the dynamic formation of the oxygen vacancy profile in the nanometerthick barrier of a ferroelectric tunnel junction to demonstrate the interplay between electrochemical and ferroelectric degrees of freedom at an oxide interface. We fabricate ferroelectric tunnel junctions with a La_0.7Sr_0.3MnO_3 bottom electrode and BaTiO_3 ferroelectric barrier. We use poling strategies to promote the generation and transport of oxygen vacancies at the metallic top electrode. Generated oxygen vacancies control the stability of the ferroelectric polarization and modify its coercive fields. The ferroelectric polarization, in turn, controls the ionization of oxygen vacancies well above the limits of thermodynamic equilibrium, triggering the build up of a Schottky barrier at the interface which can be turned on and off with ferroelectric switching. This interplay between electronic and electrochemical degrees of freedom yields very large values of the electroresistance (more than 10^6% at low temperatures) and enables a controlled switching between clockwise and counterclockwise switching modes in the same junction (and consequently, a change of the sign of the electroresistance). The strong coupling found between electrochemical and electronic degrees of freedom sheds light on the growing debate between resistive and ferroelectric switching in ferroelectric tunnel junctions, and moreover, can be the source of novel concepts in memory devices and neuromorphie computing

Ferroionic inversion of spin polarization in a spin-memristor

Magnetoelectric coupling in artificial multiferroic interfaces can be drastically affected by the switching of oxygen vacancies and by the inversion of the ferroelectric polarization. Disentangling both effects is of major importance toward exploiting these effects in practical spintronic or spinorbitronic devices. We report on the independent control of ferroelectric and oxygen vacancy switching in multiferroic tunnel junctions with a La_(0.7)Sr_(0.3)MnO_3 bottom electrode, a BaTiO_3 ferroelectric barrier, and a Ni top electrode. We show that the concurrence of interface oxidation and ferroelectric switching allows for the controlled inversion of the interface spin polarization. Moreover, we show the possibility of a spin-memristor where the controlled oxidation of the interface allows for a continuum of memresistance states in the tunneling magnetoresistance. These results signal interesting new avenues toward neuromorphic devices where, as in practical neurons, the electronic response is controlled by electrochemical degrees of freedom

Pre-analytical aspect and clinical interest of the detection of tumour DNA circulating by digital PCR in digestive oncology

L'ADN tumoral circulant (ADNtumc) est apparu depuis plusieurs années comme un biomarqueur prometteur susceptible d'apporter des informations permettant l'optimisation de la prise en charge du patient en oncologie. L'objectif de cette thèse était double et s'articule autour de deux axes : i) évaluer différentes conditions préanalytiques et analytiques (digitale PCR (dPCR) principalement) pour la détection de ce biomarqueur ii) évaluer l'intérêt clinique potentiel de ce biomarqueur en oncologie digestive. La première partie rapporte 3 travaux (3 articles originaux dont une collaboration nationale (équipe parisienne dirigée par J. Tost)). Dans le travail n°1, nous avons montré la faisabilité de détecter l'ADNtumc par dPCR directement à partir du plasma de 43 prélèvements de patients avec cancer colorectal métastatique (CCRm). Il n'y avait pas de différence significative pour le taux de détection des mutations KRAS circulantes entre les groupes avec et sans extraction d'ADN (93 % (40/43) versus 88 °A) (38/43), respectivement). Dans le travail n°2, nous avons mis au point une méthode basée sur l'apport d'héparinase pour la détection d'ADNtumc à partir de 194 prélèvements héparinés de patients suivis en oncologie. Ce traitement des échantillons par l'héparinase permettait l'analyse de l'ADNtumc pour 117/194 (60 %) patients avec inhibition Préalable de la dPCR par l'héparine. Enfin, dans le travail n°3, nous avons comparé plusieurs plate-formes de détection d'ADNtumc et montré que la dPCR affichait des résultats de détection comparables sur le plan qualitatif et quantitatif avec une plateforme ultrasensible d'Enhanced-ice-COLD-PCR (E-ice-COLD-PCR) pour les échantillons avec une fréquence allélique d'ADNtumc >0,4 °A La deuxième partie rapporte 3 travaux (3 articles originaux) sur l'intérêt clinique de la détection d'ADNtumc par dPCR en oncologie digestive. Nous avons ainsi montré que ce biomarqueur conférait un intérêt diagnostique (travail n°4), Pronostique (travail n 4 à 6) et prédictif de la réponse aux traitements (travail n°6) chez les Patients avec adénocarcinome pancréatique (AP) (travail n°4) et CCRm (travail n°5 à 6).For several years, circulating tumor DNA (ctDNA) has emerged as a promising biomarker providing relevant information to optimize patient care in oncology. The aim of this thesis was both: (i) to evaluate different preanalytical and analytical conditions (digital PCR (dPCR) mainly) for the detection of this biomarker; (ii) to evaluate the potential clinical interest of this biomarker in digestive oncology. The first part reports 3 works (3 original articles including a national collaboration (Parisian team led by J. lost)). In work no. 1, we have shown the feasibility of ctDNA detection by dPCR directly from the plasma of 43 samples from patients with metastatic colorectal cancer (mCRC). There was no significant difference in the detection rate of circulating KRAS mutations between groups with and without DNA extraction (93% (40/43) versus 88% (38/43), respectively). In work no. 2, we developed a method based on the heparinase addition for the ctDNA detection from 194 heparinized samples of patients followed in oncology. This treatment of samples by heparinase allowed the ctDNA analysis of 117/194 (60%) patients with prior inhibition of dPCR by heparin. Finally, in work no. 3, we compared several ctDNA detection platforms and snowed that dPCR displayed qualitatively and quantitatively comparable detection results with an ultrasensitive platform of E-ice-COLD-PCR for the samples with ctDNA allelic fraction ?.0 4%. The second part reports 3 works (3 original articles) on the clinical interest of the ctDNA detection by dPCR in digestive oncology. We have thus shown that this biomarker had a diagnostic (work no. 4). prognostic (works no. 4 to 6) and predictive response to treatments (work no. 6) interest in patients with pancreatic adenocarcinoma (work no. 4) and mCRC (works no. 5 to 6)

Aspect pré analytique et intérêt clinique de la détection d'ADN tumoral circulant par PCR digitale en oncologie digestive

For several years, circulating tumor DNA (ctDNA) has emerged as a promising biomarker providing relevant information to optimize patient care in oncology. The aim of this thesis was both: (i) to evaluate different preanalytical and analytical conditions (digital PCR (dPCR) mainly) for the detection of this biomarker; (ii) to evaluate the potential clinical interest of this biomarker in digestive oncology. The first part reports 3 works (3 original articles including a national collaboration (Parisian team led by J. lost)). In work no. 1, we have shown the feasibility of ctDNA detection by dPCR directly from the plasma of 43 samples from patients with metastatic colorectal cancer (mCRC). There was no significant difference in the detection rate of circulating KRAS mutations between groups with and without DNA extraction (93% (40/43) versus 88% (38/43), respectively). In work no. 2, we developed a method based on the heparinase addition for the ctDNA detection from 194 heparinized samples of patients followed in oncology. This treatment of samples by heparinase allowed the ctDNA analysis of 117/194 (60%) patients with prior inhibition of dPCR by heparin. Finally, in work no. 3, we compared several ctDNA detection platforms and snowed that dPCR displayed qualitatively and quantitatively comparable detection results with an ultrasensitive platform of E-ice-COLD-PCR for the samples with ctDNA allelic fraction ?.0 4%. The second part reports 3 works (3 original articles) on the clinical interest of the ctDNA detection by dPCR in digestive oncology. We have thus shown that this biomarker had a diagnostic (work no. 4). prognostic (works no. 4 to 6) and predictive response to treatments (work no. 6) interest in patients with pancreatic adenocarcinoma (work no. 4) and mCRC (works no. 5 to 6).L'ADN tumoral circulant (ADNtumc) est apparu depuis plusieurs années comme un biomarqueur prometteur susceptible d'apporter des informations permettant l'optimisation de la prise en charge du patient en oncologie. L'objectif de cette thèse était double et s'articule autour de deux axes : i) évaluer différentes conditions préanalytiques et analytiques (digitale PCR (dPCR) principalement) pour la détection de ce biomarqueur ii) évaluer l'intérêt clinique potentiel de ce biomarqueur en oncologie digestive. La première partie rapporte 3 travaux (3 articles originaux dont une collaboration nationale (équipe parisienne dirigée par J. Tost)). Dans le travail n°1, nous avons montré la faisabilité de détecter l'ADNtumc par dPCR directement à partir du plasma de 43 prélèvements de patients avec cancer colorectal métastatique (CCRm). Il n'y avait pas de différence significative pour le taux de détection des mutations KRAS circulantes entre les groupes avec et sans extraction d'ADN (93 % (40/43) versus 88 °A) (38/43), respectivement). Dans le travail n°2, nous avons mis au point une méthode basée sur l'apport d'héparinase pour la détection d'ADNtumc à partir de 194 prélèvements héparinés de patients suivis en oncologie. Ce traitement des échantillons par l'héparinase permettait l'analyse de l'ADNtumc pour 117/194 (60 %) patients avec inhibition Préalable de la dPCR par l'héparine. Enfin, dans le travail n°3, nous avons comparé plusieurs plate-formes de détection d'ADNtumc et montré que la dPCR affichait des résultats de détection comparables sur le plan qualitatif et quantitatif avec une plateforme ultrasensible d'Enhanced-ice-COLD-PCR (E-ice-COLD-PCR) pour les échantillons avec une fréquence allélique d'ADNtumc >0,4 °A La deuxième partie rapporte 3 travaux (3 articles originaux) sur l'intérêt clinique de la détection d'ADNtumc par dPCR en oncologie digestive. Nous avons ainsi montré que ce biomarqueur conférait un intérêt diagnostique (travail n°4), Pronostique (travail n 4 à 6) et prédictif de la réponse aux traitements (travail n°6) chez les Patients avec adénocarcinome pancréatique (AP) (travail n°4) et CCRm (travail n°5 à 6)

Efficacité et complications de la technique de mucosectomie pour les polypes colorectaux : résultats d'une série de 463 cas

La mucosectomie est une méthode endoscopique d'exérèse des lésions néoplasiques superficielles du tube digestif. Elle est efficace avec un risque de récidive faible lorsque la résection est R0 (résection monobloc avec marges saines). En dehors de la taille de la lésion (seuil de 20 mm), peu de données existent sur les facteurs prédictifs d'efficacité. Objectifs de l'étude : Cette étude répondait à un double objectif : D'une part, évaluer l'efficacité et les complications de la technique de mucosectomie pour les lésions néoplasiques superficielles rectocoliques. D'autre part, identifier des facteurs prédictifs de résection macroscopiquement complète, monobloc et de récidive. Méthodes : Entre janvier 2003 et mai 2011, les polypes qui faisaient l'objet d'une tentative de mucosectomie étaient inclus. Les données cliniques, endoscopiques et histologiques étaient recueillies de façon rétrospective. L'évaluation de l'efficacité reposait sur le calcul des taux de résécabilité, de résection monobloc, de résection à marges saines et de récidive. La survenue d'une complication (hémorragie, perforation) était systématiquement recueillie. L'identification de facteurs prédictifs d'efficacité reposait sur l'analyse multivariée des facteurs identifiés en analyse univariée avec un p ≤ 0,15. Résultats : Un total de 305 patients avec 463 polypes a été inclus. La taille moyenne des lésions était de 15,4 ± 8,8 mm. La résection était possible pour 385 polypes (83%). Les facteurs prédictifs d'échec étaient le type histologique (catégorie 4 (ORa= 4,2) et catégorie 5 (ORa= 18,5)), la taille ≥ 20 mm (ORa= 5,5), la forme plane (ORa= 2,1) et la présence d'une insertion valvulaire (ORa= 4,2). Le taux de résection monobloc était de 70,1% parmi les polypes réséqués. La taille ≥ 20 mm (ORa= 2,4) et la localisation rectale (ORa= 2,5) constituaient des facteurs de risque d'exérèse fragmentée alors qu'au contraire la forme pédiculée (ORa= 0,06) et l'expertise de l'opérateur (ORa= 0,23) constituait des facteurs protecteurs. Parmi les adénomes réséqués par mucosectomie, un suivi endoscopique a pu être effectué pour 155 d'entre eux. Une récidive était retrouvée dans 25,2% des cas et pouvait être traitée endoscopiquement dans 93,2%. Les facteurs prédictifs de récidive étaient une préparation colique médiocre (ORa=2,5) et des marges de résection non saines (ORa=3,1). Enfin, La totalité des complications (40 (8,6%), soit 39 hémorragies et 1 perforation) a pu être traitée de façon conservatrice, sans recours chirurgical. Conclusion : Notre étude confirme sur un large effectif la faisabilité et la faible morbidité de la technique de mucosectomie pour le traitement des lésions néoplasiques superficielles rectocoliques. Notre travail souligne la pertinence du seuil de 20 mm en tant que facteur prédictif indépendant d'échec, de résection fragmentée et à la limite de la significativité pour le risque de récidive. Par ailleurs, notre travail insiste pour la première fois sur l'importance de l'expertise de l'opérateur comme facteur prédictif de résection monobloc

Efficacité et complications de la technique de mucosectomie pour les polypes colorectaux (résultats d une série de 463 cas)

Introduction : La mucosectomie est une méthode endoscopique d exérèse des lésions néoplasiques superficielles du tube digestif. Elle est efficace avec un risque de récidive faible lorsque la résection est R0 (résection monobloc avec marges saines). En dehors de la taille de la lésion (seuil de 20 mm), peu de données existent sur les facteurs prédictifs d efficacité. Objectifs de l étude : Cette étude répondait à un double objectif : D une part, évaluer l efficacité et les complications de la technique de mucosectomie pour les lésions néoplasiques superficielles rectocoliques. D autre part, identifier des facteurs prédictifs de résection macroscopiquement complète, monobloc et de récidive. Méthodes : Entre janvier 2003 et mai 2011, les polypes qui faisaient l objet d une tentative de mucosectomie étaient inclus. Les données cliniques, endoscopiques et histologiques étaient recueillies de façon rétrospective. L évaluation de l efficacité reposait sur le calcul des taux de résécabilité, de résection monobloc, de résection à marges saines et de récidive. La survenue d une complication (hémorragie, perforation) était systématiquement recueillie. L identification de facteurs prédictifs d efficacité reposait sur l analyse multivariée des facteurs identifiés en analyse univariée avec un p = 20 mm (ORa= 5,5), la forme plane (ORa= 2,1) et la présence d une insertion valvulaire (ORa= 4,2). Le taux de résection monobloc était de 70,1% parmi les polypes réséqués. La taille >= 20 mm (ORa= 2,4) et la localisation rectale (ORa= 2,5) constituaient des facteurs de risque d exérèse fragmentée alors qu au contraire la forme pédiculée (ORa= 0,06) et l expertise de l opérateur (ORa= 0,23) constituait des facteurs protecteurs. Parmi les adénomes réséqués par mucosectomie, un suivi endoscopique a pu être effectué pour 155 d entre eux. Une récidive était retrouvée dans 25,2% des cas et pouvait être traitée endoscopiquement dans 93,2%. Les facteurs prédictifs de récidive étaient une préparation colique médiocre (ORa=2,5) et des marges de résection non saines (ORa=3,1). Enfin, La totalité des complications (40 (8,6%), soit 39 hémorragies et 1 perforation) a pu être traitée de façon conservatrice, sans recours chirurgical. Conclusion : Notre étude confirme sur un large effectif la faisabilité et la faible morbidité de la technique de mucosectomie pour le traitement des lésions néoplasiques superficielles rectocoliques. Notre travail souligne la pertinence du seuil de 20 mm en tant que facteur prédictif indépendant d échec, de résection fragmentée et à la limite de la significativité pour le risque de récidive. Par ailleurs, notre travail insiste pour la première fois sur l importance de l expertise de l opérateur comme facteur prédictif de résection monobloc.ROUEN-BU Médecine-Pharmacie (765402102) / SudocSudocFranceF

Intérêt clinique de la détection des mutations circulantes d’ ESR1 chez les patientes traitées pour un cancer du sein métastatique exprimant les récepteurs hormonaux

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