Dynamique de renversement de l’aimantation dans les nanofils ferromagnétiques

par Abbas Ghaddar

Thèse de doctorat en Sciences de la matière

Sous la direction de Jacek Gieraltowski.

Soutenue en 2010

à Brest .


  • Résumé

    Les nanotechnologies recouvrent un grand nombre de domaines technologiques ayant pour dénominateur commun la taille nanométriqne des structures (un nanomètre = un millième de micron). Les progrès accomplis dans la maîtrise de la matière à l’échelle du nanomètre ouvrent des perspectives nouvelles, sources d’enjeux scientifiques, techniques et économiques majeurs dans des champs d’activité variés et au croisement de plusieurs disciplines. L’étude et l’utilisation de matériaux nanostructurés de basse dimension (films 2D, fils 1D et grains 0D) connaissent actuellement un essor considérable en raison de leurs propriétés particulières par rapport aux matériaux massifs (3D). L’objectif de la thèse est de corréler les conditions d’élaboration et les propriétés structurales et magnétiques de matériaux à travers l’étude des nanofils de Nickel et de Cobalt, La première partie du travail concerne l’élaboration des nanofils par un procédé de l’électrodéposition dans les pores de membranes de polycarbonate. L’analyse des processus d’électrodéposition a conduit à la compréhension de certains mécanismes de la synthèse spécifique des nano-matériaux. La caractérisation structurale et la détermination de la composition chimique des nanofils électrodéposés sont y également présentées. La seconde partie de thèse concerne les propriétés magnétiques des nanofils. Les caractérisations magnétiques sont faites à l’aide d’une magnétométrie VSM et d’un dispositif de la résonance ferromagnétique FMR. L’étude quasi-statique de renversement de l’aimantation effectuée au cours des travaux de thèse a montré la présence de plusieurs modes de retournement de l’aimantation dans les nanofils en dépendance avec la géométrie des fils. L’étude de la dynamique de renversement de l’aimantation a confirmé les résultats relatifs à ce phénomène en statique et a mis en évidence la possibilité de contrôler le champ effectif d’anisotropie magnétique dans les réseaux des nanofils. Les études FMR (9 GHz, basse température) ont montré la présence des nouveaux effets qui influencent l’anisotropie magnétique de l’échantillon. Les résultats obtenus sont interprétés et simulés numériquement à l’aide de différents modèles théoriques (renversement uniforme de Stoner-Wohlfarth, renversement non-uniforme ou “curling”, modèle de “Preisach” et modèle de Landau-Lifshitz-Gilbert). On constate un bon accord entre théorie et expérience.

  • Titre traduit

    Dynamics of magnetization reversal in ferromagnetic nanowives


  • Résumé

    Nanotechnology encompasses large number of scientific and technical areas with a common length of interest, the nanometer (a thousandth of a micron). Progress in the control of matter al the nanometer scale opens new opportunities, scientific challenge, technical and economic challenges in various economy sectors and at the crossing point of several fields. The study and use of reduced dimension (2D films, 1D wires and 0D grains) nanostructured materials generates substantial progress due to their unique properties compared to bulk materials (3D). The objective of this thesis is to correlate conditions of preparation, to structural and magnetic properties of materials through the study of nanowires made of nickel and cobalt. The first part of this work involves production of nanowires in polycarbonate membrane pores. Determination of growth conditions allowed us to obtain high quality nanowires. Analysis of the electroplating process led to the understanding of growth mechanisms pertaining to nanomaterials. Structural characterization and determination of the chemical composition of electrodeposited nanowires are also presented. In the second part, we study the magnetic properties of the nanowires. Magnetic characterisation is based on VSM magnetometry and FMR. The quasi-static study of magnetization reversal reveals the presence of several modes of magnetization reversal depending on the nanowire geometry. Dynamic (frequency) studies confirm our static (zero frequency) results and allow us to control the effective anisotropy field strength in nanowire arrays. FMR measurements at low temperature unveiled the presence f novel terms in addition b tire magnetic anisotropy of the sample. Our studies are interpreted using several theoretical models such as Stoner-Wohlfarth, “Curling”, “Preisach” and “Landau-Lifshitz-Cilbert”. Good agreement is obtained between theory and experiment in our work.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (158 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 150-155

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  • Bibliothèque : Université de Bretagne Occidentale. Service commun de la documentation Section Droit-Sciences-STAPS.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TBRE2010/29
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