Effet hall extraordinaire dans les multicouches magnetiques. Application a l'etude de la dynamique de renversement de l'aimantation

par JOERG WUNDERLICH

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de CLAUDE CHAPPERT.

Soutenue en 2001

à PARIS 11, ORSAY .

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  • Résumé

    L'effet hall extraordinaire (ehe) designe la composante de l'effet hall qui apparait dans les metaux ferromagnetiques. C'est un effet quantique, issu de l'interaction spin-orbite et de la polarisation de spin des electrons de conduction. Dans un film mince, l'ehe est proportionnel a la composante perpendiculaire de l'aimantation. Il est maintenant relativement bien connu dans les materiaux homogenes. Dans les multicouches alternant couches ultraminces metalliques magnetiques et non magnetiques, materiaux importants pour les applications, le calcul est rendu tres difficile par la presence d'interfaces et par le fait que le libre parcours moyen des electrons est comparable a l'epaisseur individuelle des couches. Dans une premiere partie de mon travail de these, j'ai developpe le premier calcul de l'ehe dans des multicouches magnetiques, a partir d'un modele theorique propose en parallele par a. Crepieux et p. Bruno (mpi halle). Nos premiers resultats ont valide notre approche en retrouvant les comportement des materiaux homogenes. En parallele, j'ai utilise la tres grande sensibilite de l'ehe pour detecter la propagation d'une paroi de domaine magnetique dans un film pt/co/pt/al 2o 3(0001). Aux epaisseurs de co inferieures a 1. 6 nm, ces films ont un axe de facile aimantation perpendiculaire. Une paroi de domaine, de type bloch, est alors large de quelques nanometres et se comporte globalement comme un nanofil elastique soumis a la pression exercee par le champ magnetique applique. Par exemple, nous avons montre par des mesures d'ehe et de microscopie magneto-optique (col. J. P. Jamet, lps orsay) qu'une paroi unique, injectee dans une croix de hall gravee (dimensions 0,5-2 m), reagit comme une bulle de savon unidimensionnelle dans un espace bidimensionnel. Au dela de l'interet fondamental pour la comprehension des processus de retournement de l'aimantation, ces resultats pourraient trouver des applications dans de nouveaux types de circuits memoires ou logiques.

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Informations

  • Détails : 171 p.
  • Annexes : 119 ref.

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
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