Etude des proprietes magnetiques de multicouches metalliques par spectroscopie mossbauer et mesures d'aimantation

par CHRISTOPHE ARON

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de AUNIC.

Soutenue en 1991

à l'INP GRENOBLE .

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  • Résumé

    Dans ce memoire, nous presentons les proprietes magnetiques de deux systemes multicouches de natures cristallographiques tres differentes: l'un est amorphe (les multicouches fe#xsi#1#0#0##x/si), alors que l'autre est monocristallin (les super-reseaux fe/ru). Dans ces deux cas, l'objectif est l'etude des proprietes magnetiques du systeme en fonction de l'epaisseur et de la composition des couches. La premiere partie de la these est consacree aux multicouches amorphes fe#xsi#1#0#0#-#x/si. Nous avons synthetise des multicouches amorphes par pulverisation cathodique triode sur des substrats de kapton maintenus a 77 k pour deux compositions differentes (x=62 et x=70). La structure des multicouches a ete etudiee par diffraction de rayons-x. Nous avons ainsi constate que la temperature du substrat permet d'obtenir des echantillons entierement amorphes et que l'alternance des couches est de bonne qualite si la longueur de modulation est superieure a 20 a. Mesures d'aimantation et spectroscopie mossbauer ont permis de mettre en evidence des proprietes originales, telles que la decroissance du moment magnetique avec l'epaisseur de la couche de fe#xsi#1#0#0##x et l'apparition d'une anisotropie perpendiculaire pour les plus faibles epaisseurs de cette couche. Pour les plus grandes epaisseurs, l'aimantation suit la loi de bloch en t#3#/#2, caracteristique d'un comportement tridimensionnel. Aucun couplage entre couches n'a pu etre observe. Un modele decrivant l'evolution de la composition chimique dans une bicouche en fonction de l'epaisseur de chacun des constituants est propose; il permet de rendre compte des proprietes magnetiques etudiees. La seconde partie de la these est consacree aux super-reseaux fe/ru. Les echantillons ont ete synthetises par epitaxie par jets moleculaires au laboratoire mixte cnrs-st gobain et caracterises par rheed et par diffraction de rayons-x. Ces super-reseaux hexagonaux ont des proprietes magnetiques originales, dues a la phase hexagonale dilatee du fer. Des mesures de spectroscopie mossbauer ont permis de confirmer la qualite de l'epitaxie et de distinguer deux types d'atomes de fer: des atomes non-magnetiques dans les deux premieres monocouches de fer a l'interface avec le ruthenium et des atomes magnetiques dans les couches suivantes. Le moment magnetique, parallele au plan des couches, a ete evalue a 2. 1 #b. Un couplage entre les couches de fer apparait lorsque la couche de ruthenium est mince


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