Proprietes magnetiques de reseaux de plots de permalloy, reflectivite de neutrons polarises

Magnetic properties of permalloy dots arrays and polarised neutron reflectometry

• Auteur / Autrice : CORINNE MIRAMOND
• Direction : Claude Fermon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

Ce travail de these eu un double objectif: etudier les configurations magnetiques de reseaux de plots de permalloy amorphe et exploiter la reflectivite de neutrons polarises pour sonder les proprietes magnetiques des films minces. Pour la fabrication des plots magnetiques, nous utilisons trois techniques de lithographie (optique, rayons x et electronique). Nous obtenons des reseaux reguliers de plots de dimensions laterales d'une centaine de nanometres a quelques micrometres ; les epaisseurs varient de 20 a 600 nanometres. L'etude des proprietes magnetiques repose sur la confrontation entre les mesures de magnetometries classiques et les observations des domaines par microscopie a force magnetique, avec et sans champ magnetique applique. Nous etablissons experimentalement le diagramme diametre-epaisseur des configurations magnetiques stables pour des plots de permalloy amorphe, a section circulaire, disposes en reseaux sans interaction dipolaire, a l'etat remanent. Pour les faibles epaisseurs et des diametres micrometriques, le renversement de l'aimantation fait intervenir une paroi en forme de la lettre c et conduit a une structure en vortex stable a champ nul. Pour des diametres de 100 nanometres et des epaisseurs inferieures a 100 nanometres, on obtient des plots monodomaines. Pour des dimensions intermediaires entre les deux precedentes, des plots monodomaines cohabitent avec des plots ayant une seule paroi. Lorsque le diametre et l'epaisseur sont superieurs a 100 nanometres, la configuration magnetique, complexe, se fait dans tout le volume du plot. Nous considerons aussi des plots a section carree. Nous presentons des reseaux de plots, de section circulaire ou rectangulaire, avec interaction dipolaire. L'ordre antiferromagnetique est l'etat le plus stable, pour les reseaux de plots monodomaines. Nous presentons ensuite une approche theorique de la reflectivite de neutrons par la methode dynamique qui permet de prendre en compte completement la polarisation du neutron. La reflectivite de neutrons permet de connaitre, avec une grande precision, la composante planaire du moment magnetique d'une couche magnetique ; nous en donnons des exemples. Nous commencons une etude de la rugosite magnetique sur des lignes micrometriques de permalloy par reflectivite non speculaire de neutrons