Propriétés structurales et magnétiques de MnAs/GaAs(001) et son utilisation comme gabarit magnétique pour la croissanceet la manipulation de couches ferromagnétiques

par Romain Breitwieser

Thèse de doctorat en Chimie physique et chimie analytique de Paris-centre

Sous la direction de Jean-Michel Mariot.

Soutenue en 2009

à Paris 6 .


  • Résumé

    Ce travail porte sur la caractérisation de couches minces de MnAs épitaxiées sur GaAs(001) et sur leur utilisation comme gabarit, permettant la croissance et la manipulation magnétique de fines couches de fer. Les résultats montrent qu'il est possible de renverser l'aimantation d'une couche de fer, sans appliquer de champ magnétique, mais en utilisant la température comme paramètre extérieur. Le renversement de l'aimantation du fer a été obtenu en faisant varier la température du système dans une gamme couvrant la transition de phase ferromagnétique/paramagnétique (FM/PM) du gabarit. Cette transition FM/PM se caractérise par la coexistence de deux phases (entre environ 10°C et 45°C) auto-organisées en bandes périodiques FM et PM. Le renversement de l'aimantation du fer est possible grâce au champ magnétique de fuite, généré par les domaines magnétiques allongés de MnAs. Le travail présenté comporte l'étude de la morphologie de la surface de MnAs/GaAs(001), la mise en évidence de l'épitaxie du fer sur MnAs et l'analyse de l'interface. L'estimation du champ magnétique de fuite généré par les domaines de MnAs est discutée, ainsi que les résultats expérimentaux concernant l'anisotropie magnétique des couches minces et le renversement de l'aimantation du fer. L'utilisation du rayonnement synchrotron (polarisation, sélectivité chimique) a permis l'étude des propriétés magnétiques du système. Le renversement de l'aimantation a été observé par microscopie de photoémission d'électrons par rayons X et par diffusion magnétique résonante des rayons X. Nous avons ainsi mis en évidence d'une part le renversement de l'aimantation totale du fer par traitement thermique et d'autre part, le renversement local (à l'échelle sub-micrométrique) des domaines magnétiques du fer, à la température ambiante. Ce résultat est très prometteur car : autour de la température ambiante, les couches de fer et de MnAs montrent des configurations magnétiques (parallèles ou antiparallèles) stables et l'aimantation d'une couche mince de fer peut être renversée par la réalisation d'un cycle thermique de quelques degrés, sans appliquer de champ magnétique.

  • Titre traduit

    Structural and magnetic properties of MnAs/GaAs(001), used as a magnetic template for growth and magnetization reversal of ferromagnetic thin layers


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Informations

  • Détails : 1 vol. (129 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 125-129. 74 réf. bibliogr.

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  • Bibliothèque : Université Pierre et Marie Curie. Bibliothèque Universitaire Pierre et Marie Curie. Section Biologie-Chimie-Physique Recherche.
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  • Cote : T Paris 6 2009 369
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