Réflectivité magnétique résonante de rayons X mous : une sonde de la distribution d'aimantation complexe au sein de films minces

Soft X-ray Resonant Magnetic Reflectivity : a probe for complex magnetization distribution in thin films

• Auteur / Autrice : Emmanuelle Jal
• Direction : Jean-Marc Tonnerre
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 26/09/2013
• Etablissement(s) : Grenoble
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale physique (Grenoble, Isère, France ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Néel (Grenoble, Isère, France ; 2007-....)
• Jury : Président / Présidente : Jan Vogel
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Karine Dumesnil, Maurizio Sacchi
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Frederic Ott, Manuel Bibes

Mots clés

Mots clés contrôlés

Matière condensée

Mots clés libres

Nanomagnétisme

Rayonnement synchrotron

Diffraction résonante

Couche minces

Nanomagnetism

Synchrotron radiation

Resonant scattering

Thin layers

Résumé

Cette thèse traite de l'étude de films ultra minces de Fe par réflectivité magnétique résonante de rayons X mous (SXRMR). La technique de SXRMR associe les effets magnéto-optiques aux propriétés de diffusions des rayons X, ce qui permet sonder les propriétés magnétiques avec une résolution spatiale en profondeur. Un profil magnétique résolu en profondeur est donc dérivé des expériences, permettant d'étudier les effets des interfaces sur l'homogénéité des propriétés magnétiques. Dans un premier temps nous présentons l'étude d'un film mince de Fe sur un substrat vicinal d'Ag(116) recouvert par quinze monocouches d'Au. Cette étude révèle que l'aimantation est augmentée de 20 à 30% dans les deux à trois monocouches proches des interfaces d'Au et d'Ag, quelque soit la température et l'épaisseur de la couche de Fe. Nous avons également mis en évidence une inhomogénéité de la composante hors du plan à basse température pour des échantillons ayant un axe de facile perpendiculaire aux marches : la composante de l'aimantation hors du plan est de plus en plus grande lorsqu'on se rapproche du substrat vicinal d'Ag. Dans un deuxième temps, nous présentons l'étude d'un film mince de six monocouches de Fe sur du Cu(100) et recouvert par une couche d'Au. En utilisant une approche originale de contrainte sur les paramètres magnétiques, nous avons pû mettre en évidence que la dépendance de l'aimantation en fonction de la température n'était pas la même selon la position de la monocouches dans le film mince de Fe, comme prédit théoriquement par Sandratski.

This thesis deals about depth resolved magnetic profile of ultrathin Fe layers studied by soft X-ray Resonant Magnetic Reflectivity (SXRMR). This SXRMR technique combines magneto-optic effects to X-ray scattering allowing to be sensitive to magnetic properties as well as to be depth resolved. For each experiments, the depth resolved magnetic profile found allows to study interfaces effect on the homogeneity of magnetic properties. First, we present the study of a thin film of Fe grown on a vicinal substrate of Ag(116) and covered by fifteen monolayers of Au. This study reveal that the magnetization is enhanced of 20 to 30% int the two to three monolayers near both interfaces, whatever the temperature and the Fe thickness are. We have also discover an inhomogeneity of the magnetic out of plane component at low temperature for sample where the magnetization easy axis is perpendicular to the steps : the magnetic out of plane component is more and more important when we go strait to the vicinal substrate of Ag. Second, we show the study of a thin film of six monolayers of Fe grown on a Cu(100) substrate and covered by a Au layer. Using a new way of strain on magnetic parameter we have highlighted that the temperature dependance of the magnetization is not the same depending ont the position of the monolayer inside the Fe thin film as predicted by the theory of Sandratski.