Etude de nanostructures magnétiques par diffraction résonante et cohérente des rayons X mous

par Guillaume Beutier

Thèse de doctorat en Physique des matériaux, des nanostructures aux grands instruments

Sous la direction de Frédéric Livet et de Alain Marty.

Soutenue en 2005

à Grenoble, INPG .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    Les rayons X mous (~400-1500 eV) sont un outil de choix pour l'étude des nanostructures ferromagnétiques. Leur longueur d'onde (1-3 nm) est tout à fait adaptée à l'échelle caractéristique de ces systèmes : les couches minces ferromagnétiques étudiées pour le stockage magnétique sont épaisses de quelques dizaines de nanomètres, et présentent des domaines magnétiques de quelques dizaines de nanomètres également. De plus, les métaux de transition, principaux éléments magnétiques de ces matériaux, ont leur seuil de résonance L3 dans cette gamme d'énergie. Cette résonance exalte la sensibilité des rayons X au moment magnétique local. Dans cette thèse, nous démontrons que cette sensibilité peut être utlisée pour étudier la configuration des moments magnétiques dans le volume. Nous étudions le cas particulier de couches minces de FePd. En filtrant le faisceau de rayonnement synchrotron avec un diaphragme microscopique, on sélectionne un faisceau très cohérent. Sa diffraction, mesurée avec une caméra CCD utilisée comme compteur de photons, est une mesure haute résolution du module de la transformée de Fourier de l'objet éclairé. Nous présentons ici la diffraction magnétique cohérente d'une microstructure de FePd et d'un réseau périodique de nanolignes parallèles à aimantation perpendiculaire. La possibilité de reconstruire l'image exacte de la configuration magnétique des nanolignes est discutée.


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  • Titre traduit

    Magnetic nanostructures studied by soft X-rays resonant and coherent scattering


  • Résumé

    Soft X-rays (~400-1500 eV) are among the best probes to study ferromagnetic nanostructures. Their wavelength (1-3 nm) is very weil suited to the characterisic lengthscales of these systems : magnetic storage is investigated in ferromagnetic thin films whose thickness and typical magnetic domain size are in the 10-100 nanometers range. Moreover, transition metals, which are commonly used in these materials, have their L3 edge in the soft x-ray energy range. This resonance enhances the x-rays sensitivity to local magnetic moments. Ln this thesis, we show that this sensitivity is useful to study the 3-dimensional configuration of magnetic moments. We study here the case of FePd thin films. By filtering the synchrotron beam with a 10-micrometer sized pinhole, a very coherent beam is selected. Its diffraction pattern, measured with a CCD camera used as a single photon detector, is a high resolution measurement of the Fourier Transform modulus of the object. We present here the coherent magnetic scattering from a FePd microstructure and from a grating of parallel nanolines with perpendicular magnetisation. The recontruction of the exacte magnetic configuration of the nanolines is discussed.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (201 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 193-201

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  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TS05/INPG/0154
  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS05/INPG/0154/D
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