Thèse soutenue

Films de type Ni-Co-Mn-In : élaboration et étude de la transformation magnétostructurale
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Auteur / Autrice : Guillaume Crouïgneau
Direction : Daniel BourgaultLaureline Porcar
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique des Matériaux
Date : Soutenance le 03/07/2015
Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes (ComUE)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale physique (Grenoble ; 1991-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Consortium de recherches pour l'Emergence des technologies Avancées - Consortium de Recherches pour l'Emergence des Technologies Avancées
Jury : Président / Présidente : Nora Dempsey
Examinateurs / Examinatrices : Daniel Bourgault, Laureline Porcar, Nora Dempsey, Thierry Waeckerlé
Rapporteurs / Rapporteuses : Patrick Delobelle, Gilles Poullain

Résumé

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Les alliages Heusler de type Ni-Mn-X (X=In, Ga, Sn et Sb) possèdent d'intéressantes propriétés mécaniques, magnétiques et thermiques qui découlent de la transition structurale martensite-austénite. Le couplage de ces propriétés entraîne de potentielles applications dans le domaine des actionneurs, des capteurs ou des refroidisseurs. La fabrication de ces matériaux en films, d'un grand intérêt pour les microsystèmes, reste difficile à maitriser et fait l'objet de ce travail de thèse. Une partie du travail effectué durant cette thèse porte donc sur l'élaboration d'un film de type Ni-Co-Mn-In en utilisant un procédé de co-pulvérisation. L'objectif de la thèse a porté sur l'obtention d'un film présentant une transition structurale et magnétique à température ambiante. Après une étude de la structure et de la microstructure des phases martensite et austénite, les propriétés magnétiques ont été investiguées. Le changement d'état magnétique obtenu pour certains films lors de la transition du premier ordre a entrainé des propriétés magnétocaloriques et d'actionnement intéressantes. Les meilleurs résultats sont obtenus pour un film de composition Ni45,2Co4,7Mn36,2In13,9. La réalisation de mesures de résistivité sous champ magnétique intense constitue un sujet novateur sur des films de ce type. Grâce à ces mesures, une étude de l'irréversibilité et du blocage de la transformation structurale induit par le champ magnétique (kinetic arrest) a été réalisée. La compréhension des phénomènes intervenant dans l'hystérésis thermique et le blocage sous champ magnétique est en effet importante pour les applications basées sur ces matériaux à fort couplage mécanique, magnétique et thermique.