Magneto-optique et forts champs magnetiques : nouvelles possibilites d'etudes du magnetisme des solides. applications aux couches minces a anisotropies elevees, tbfe 2 et bicouches antiferromagnetique/ferromagnetique, au semi-conducteur semi-magnetique gamnas et aux complexes moleculaires de fe i i a transition de spin

par NICOLAS NEGRE

Thèse de doctorat en Physique de la matière

Sous la direction de Salomon Askénazy.

Soutenue en 2000

à Toulouse, INSA .

mots clés

• Anisotropie
• Composés complexes
• Kerr, Effet
• Magnétooptique
• Réflectance
• Semiconducteurs semimagnétiques
• Couches minces métalliques -- Propriétés magnétiques

Résumé

Nous presentons un ensemble de travaux dans differents domaines du magnetisme des solides realise a partir du developpement de deux dispositifs de mesures sous champs magnetiques pulses de 30 t : mesures d'effet kerr magneto-optique et mesures de magneto-reflectivite. La premiere etude est consacree a la caracterisation de l'anisotropie magnetique de couches minces de tbfe 2(111) epitaxiees sur mo. Les mesures de rotation kerr mettent en evidence des champs de saturation tres eleves et des effets de trainage magnetique jusqu'a 30 t qui sont interpretees a partir de calculs d'anisotropie magnetique prenant en compte les deformations epitaxiales dans l'expression de l'anisotropie magneto-elastique. Une seconde partie concerne le retournement de l'aimantation en configuration polaire de couches de co couplees a une couche antiferromagnetique, coo ou nio. Dans cette configuration de mesure nous obtenons, entre autres, des valeurs du couplage d'interface proches de celles d'echanges magnetiques directs. La troisieme etude porte sur le semi-conducteur semi-magnetique gamnas. Nous utilisons l'effet kerr magneto-optique pour determiner l'intensite de l'interaction sp-d entre les moments magnetiques du mn et les bandes electroniques. Ce travail est base sur l'analyse des transitions interbandes entre niveaux de landau, induisant des oscillations quantiques de la rotation kerr pour des champs superieurs a 10 t. Enfin, nous montrons, a partir de mesures de reflectivite qu'il est possible d'induire par le champ magnetique des transitions bas spin - haut spin, irreversibles, dans des complexes moleculaires de fe i i (dont le fe(phen) 2(ncs) 2). Nous mettons aussi en evidence sur la famille de complexe fe xni 1 x(btr) 2(ncs) 2. H 2o le role des interactions cooperatives entre sites metalliques dans la dynamique de la transition de spin sous champ pulse.

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