Etude par resonance ferromagnetique de couches minces et multicouches magnetiques correspondant au systeme composite (permalloy/alumine) elabore par pulverisation cathodique

par NADJIMA BOUTERFAS

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de H. HURDEQUINT.

Soutenue en 1996

à Paris 11 .

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Résumé

L'objet principal de cette thèse porte sur une étude par résonance ferromagnétique (RFM) de couches magnétiques ultraminces et de multicouches magnétiques correspondant au système composite (permalloy/alumine) élaboré par pulvérisation cathodique. Par contraste avec les multicouches magnétiques purement métalliques abondamment étudiées, ce système magnétique est caractérisé par le contact du matériau magnétique (noté Py) avec un diélectrique (Al2O3). Les films ont été élaborés par pulvérisation cathodique RF (cible de Py de composition Ni80Fe20), déposés sur des substrats de mica et de Si, et caractérisés par diffraction de rayons X. Ils ont tous la même structure sandwich [Al2O3base/film magnétique/ Al2O3 couverture] et le film magnétique correspond à : une couche magnétique unique, une bicouche ou une multicouche [Py/ Al2O3] N. L'expérience de RFM a consisté à étudier, à température ordinaire et en bande X, le spectre de résonance en fonction de l'orientation du champ statique appliqué dans un plan perpendiculaire au film. Pour ces films magnétiques, l'étude expérimentale systématique réalisée (RFM, mesures d'aimantation), étayée par une analyse théorique solide, permet de dégager les principaux résultats physiques suivants : Couches uniques ultraminces: le magnétisme de la couche interfaciale et l'anisotropie d'interface (axe facile perpendiculaire) dépendent fortement des conditions de dépôt (mode de dépôt , température). Les paramètres physiques sont analysés en termes d'un modèle tenant compte de la structure magnétique inhomogène de la couche de permalloy. Multicouches: l'analyse du spectre de RFM très riche observé (modes collectifs de volume et de surface) fournit une information supplémentaire sur les deux composantes de l'ancrage interfacial de l'aimantation hyperfréquence. Bicouches: un couplage d'échange indirect à travers de faibles épaisseurs ts de la barrière d'alumine est mis en évidence pour la première fois. De type ferromagnétique et d'amplitude rapidement décroissante avec ts (de 10 a 16 A°), il est attribué à un effet tunnel électronique entre les couches métalliques.

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