Approche multiéchelle pour le magnétisme. Application aux hétérogénéités structurales et aux singularités magnétiques.

par Thomas Jourdan

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Frédéric Lançon.

Soutenue en 2008

à l'Université Joseph Fourier (Grenoble) .

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  • Résumé

    Cette thèse concerne la mise en place de méthodes numériques pour déterminer les configurations magnétiques d'équilibre, et leur utilisation pour des systèmes possédant des hétérogénéités structurales et des singularités magnétiques. Nous décrivons tout d'abord un algorithme fondé sur une méthode multipolaire rapide et qui permet de calculer efficacement le champ dipolaire dans une assemblée de spins dans le cadre du modèle de Heisenberg classique. En utilisant ce modèle, nous étudions l'interaction de parois magnétiques avec des défauts structuraux dans des couches minces de FePt. Nous traitons le cas des parois d'antiphase et les micromacles. Nous analysons les valeurs des champs de décrochage des parois magnétiques, notamment en les comparant avec des données expérimentales. Nous détaillons ensuite une méthode multiéchelle que nous développée. Cette méthode permet, dans un formalisme unifié, de décrire un système avec le modèle de Heisenberg et le modèle micromagnétique. La dernière partie de cette thèse est consacrée à l'étude de systèmes de grande taille possédant des variations spatiales rapides d'aimantation, en utilisant la méthode multiéchelle : vortex dans un élément magnétique, configurations avec un point de Bloch dans un cube, bulle magnétique dans une couche mince de FePd. Dans ce dernier cas, les résultats sont comparés à des observations récentes par microscopie de Lorentz.


  • Résumé

    This thesis concerns the development of numerical methods to determine magnetic equilibrium configurations, and their use for systems with structural heterogeneities and magnetic singularities. We first describe an algorithm based on a fast multipole method which permits to compute efficiently the dipolar field created by atomic spins in the framework of the classical Heisenberg model. Using this model, we study the interaction of magnetic domain walls with structural defects in thin layers of FePt. We consider the case of antiphase boundaries and microtwins. We analyse the values of the depinning fields and compare them with experimental data. Then we describe a multiscale method that we have developed. This method allows us to simulate a system with the Heisenberg model and with the micromagnetic model in a consistent formalism. The last part of this thesis is devoted to the study of large systems with steep variations of magnetisation: vortex in a magnetic element, configurations with a Bloch point in a cube, magnetic bubble in a thin layer of FePd. In the latter case, results are compared with recent observations by Lorentz microscopy.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (135 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 167 réf.

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  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS08/GRE1/0169/D
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  • Cote : TS08/GRE1/0169
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