Structure et magnétisme d'alliages nanostructurés FePt et FeAu

par Emeric Folcke

Thèse de doctorat en Physique des matériaux

Sous la direction de Jean-Marie Le Breton.


  • Résumé

    Ce travail de thèse s’intéresse à l’élaboration et la caractérisation d’alliages nanostructurés équiatomiques FePt et FeAu, dans le cadre de la recherche de nouveaux alliages fonctionnels pour l’enregistrement magnétique. L’alliage FePt a tout d’abord été étudié sous forme de couches minces d’épaisseur 100 nm. L’influence d’un recuit thermique et l’effet d’une irradiation aux ions lourds Pb (900 MeV) sur le degré d’ordre cristallographique et, par conséquent, sur les propriétés magnétiques de l’alliage, ont été étudiées. Des nanoparticules FePt d’environ 5 nm de diamètre ont été obtenues sous forme ordonnée et analysées par sonde atomique tomographique. Nous nous sommes également intéressés à l’étude structurale et magnétique de nanoparticules FeAu de taille inférieure à 10 nm, enrobées ou non dans une matrice métallique. La diversité structurale des nanoparticules a été mise en évidence par microscopie électronique à transmission. Cette diversité s’accompagne d’une diversité de comportements magnétiques, révélée en présence d’une matrice métallique. L’influence sur les propriétés magnétiques des nanoparticules d’une évolution structurale, obtenue après recuit thermique ou irradiation aux ions lourds Pb, a également été étudiée. Ces travaux ont mis en évidence l’importance du degré d’ordre structural des phases FePt et FeAu sur leurs propriétés magnétiques. Nous avons également montré l’influence de la matrice enrobant les nanoparticules sur leurs propriétés structurales et magnétiques. Nous avons ainsi pu montrer l’existence d’un couplage d’échange anisotrope entre nanoparticules dispersées dans une matrice métallique. L’existence de ce couplage a été corrélée avec la présence de différents comportements magnétiques liés à une dispersion de cristallinité.


  • Résumé

    This thesis focuses on synthesis and characterization of FePt and FeAu nanostructured equiatomic alloys, in the search for new functional alloys for magnetic recording. First, the FePt alloy has been investigated as thin layers (thickness 100 nm). The effects of thermal annealing and Pb heavy ion irradiation (900 MeV) on the degree of crystallographic order and, therefore, on the magnetic properties were studied. Second, ordered FePt nanoparticles of about 5 nm in diameter were obtained and analysed by atom probe tomography. We also investigated both structural and magnetic nanoparticles of FeAu nanoparticles, less than 10 nm in size, coated or not in a metal matrix. The structural diversity of the nanoparticles was demonstrated by transmission electron microscopy. This diversity is accompanied by a variety of magnetic behaviours, revealed by the presence of the metal matrix. The influence of a structural change, obtained after thermal annealing or Pb heavy ion irradiation was also studied. This work highlighted the importance of the degree of structural order of FePt and FeAu phases on their magnetic properties. We also showed the influence of the matrix coating the nanoparticles on their structural and magnetic properties. We showed the existence of an anisotropic exchange coupling between nanoparticles dispersed in a metal matrix. The existence of this coupling has been correlated with the presence of different magnetic behaviours in relation with the dispersion of crystallinity.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (147 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 137-147

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