Multicouches magnetiques : elaboration, caracterisations et etude des mecanismes de la magnetoresistance

par Jean-Marie George

Thèse de doctorat en Sciences appliquées. Physique

Sous la direction de Albert Fert.

Soutenue en 1993

à Paris 11 .

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  • Résumé

    La magnetoresistance geante est une des proprietes particulierement interessantes des super-reseaux et multicouches magnetiques metalliques. Trois champs d'investigation ont principalement retenu notre attention: l'elaboration de super-reseaux par epitaxie par jet moleculaire, les dopages et autres techniques de spin engineering et l'etude de systemes pour les applications. 1) elaboration de super-reseaux par epitaxie par jet moleculaire. Nous avons realise des super-reseaux fe/cu(110) et co/cu(001) dans le but d'y introduire des impuretes et d'en etudier l'influence sur la magnetoresistance. L'etude de la croissance et les caracterisations structurales ont revele des defauts de structure qui nous ont contraint a abandonner ces systemes. 2) dopages et autres techniques de spin engineering. L'interpretation de la magnetoresistance geante repose sur: 1) un alignement antiferromagnetique ou desordonne des aimantations des couches magnetiques a bas champ; 2) une diffusion dependante du spin. Dans un modele a deux courants, on peut caracteriser cette diffusion dependante du spin par un coefficient d'asymetrie, rapport des resistivites dans chaque canal d'electron de spin majoritaire et minoritaire. En s'inspirant des methodes utilisees dans les alliages dilues pour determiner les rapports d'asymetries, nous avons etudie des multicouches preparees par pulverisation cathodique et dopees de fines couches de divers metaux. Nous avons ainsi pu mettre en evidence un effet de magnetoresistance inverse sur des multicouches fecrfe/cu/fe et fecrfe/cu/co, apportant une confirmation qualitative a l'interpretation de la magnetoresistance en terme de diffusion dependante du spin. La determination quantitative des rapports d'asymetrie est cependant plus complexe dans les multicouches que dans les alliages dilues. Le potentiel periodique de la multicouche et les differents types de diffusion (volumique et interfaciale) viennent ajouter des parametres dont il est difficile de prevoir l'influence quantitative. L'etude de multicouches co/cu dopees avec une fine couche de fe aux interfaces a permis de mettre en evidence la forte contribution interfaciale a la diffusion dependante du spin du systeme co/cu ainsi qu'une diffusion non negligeable dans le volume des couches de co. Pour toute cette etude de multicouches complexes comprenant plus de deux types de couches, l'exafs (extended x-ray absortion fine structure) s'est revele un outil extremement precieux. Nous avons montre qu'il etait ainsi possible de stabiliser une phase metastable cubique centree du co et du cu pour une epaisseur de fe de 3a. 3) systeme fe/pd/cu/co. Le tres faible champ coercitif des super-reseaux fe/pd(001) elabores par ejm au lcr etait interessant pour la realisation de senseurs magnetoresistifs a tres petit champ. Nous avons participe a cette etude qui a abouti a la mise au point de materiaux avec des fortes pentes de mr a bas champ


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Informations

  • Détails : 183 P.
  • Annexes : 110 REF.

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  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH2014-011331
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