Croissance, caractérisation et intégration dans des hétérostructures de films minces du multiferroïque BiFeO3

Growth, characterization and integration in heterostructures of multiferroic BiFeO3 thin films

• Auteur / Autrice : Hélène Béa
• Direction : Agnès Barthélémy
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences des matériaux
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés libres

Films minces

Multiferroïque

BiFeO3

Ablation laser pulsé

Magnétorésistance

Couplage d'échange

Résumé

Ce travail de thèse expérimental a été consacré à l'étude de films minces du multiferroïque BiFeO3 déposés par ablation laser pulsé. Une optimisation des conditions de croissance a été nécessaire afin d'obtenir des films épitaxiés de bonne qualité. La structure et les propriétés multiferroïques de ces films ont ensuite été caractérisées par de nombreuses techniques expérimentales. Malgré les modifications de structure dues à l'épitaxie sur différents substrats, les propriétés multiferroïques, c'est-à dire l'ordre antiferromagnétique de type G et l'ordre ferroélectrique du BiFeO3 massif à température ambiante, sont conservées dans ces films minces. Ils ont ensuite été intégrés dans des hétérostructures afin d'exploiter leurs propriétés électriques et multiferroïques. Tout d'abord, des films ultraminces ont été utilisés comme barrières tunnel dans des jonctions tunnel magnétiques Co / BiFeO3 / La2/3Sr1/3MnO3 et une magnétorésistance tunnel jusqu'à +100% a été observée à basse température. D'autre part, le caractère antiferromagnétique du BiFeO3 a permis d'induire un couplage d'échange dans des bicouches métal ferromagnétique / BiFeO3. L'étude des mécanismes de ce couplage d'échange indique que les films de BiFeO3 sont de bons candidats pour permettre un contrôle électrique à température ambiante de l'aimantation d'une couche ferromagnétique via le couplage magnétoélectrique.