Modulation de l'anisotropie dans le ferrite de cobalt en couches minces pour des applications en électronique de spin

Modulation of the anisotropy of cobalt ferrite thin films for spintronic applications

• Auteur / Autrice : Élodie Martin
• Direction : Christophe Lefevre
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie des matériaux
• Date : Soutenance le 14/11/2018
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de physique et chimie des matériaux (Strasbourg)
• Jury : Président / Présidente : Silviu-Mihail Colis
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Stéphane Grenier, Nathalie Lemée, Nathalie Viart
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Rachel Desfeux, Alain Pautrat

Mots clés

Mots clés contrôlés

Spintronique

Anisotropie

Cobalt -- Couches minces

Ferrites (matériaux magnétiques)

Mots clés libres

Ferrite de cobalt

Éléments de terre rare

Films minces

Électronique de spin

Ablation laser pulsé

Anisotropie magnétocristalline

Cobalt ferrite

Rare earth elements

Thin films

Spintronics

Pulsed laser deposition

Magnetocrystalline anisotropy

Résumé

Le domaine de l’enregistrement magnétique est en constante évolution pour repousser davantage les limites de stockage de l’information, une approche prometteuse étant l’enregistrement perpendiculaire. Le matériau faisant l’objet de ce manuscrit est le ferrite de cobalt CoFe2O4 (= CFO). Ses propriétés font de lui un candidat prometteur pour la réalisation de dispositif à enregistrement perpendiculaire, cela passant par le contrôle de sa direction de facile aimantation.Ce travail de thèse traite ainsi de la modification de l’anisotropie magnétocristalline du CFO en couche mince par dopage aux éléments de terres rares. Nous avons démontré la possibilité de moduler la direction de facile aimantation du CFO non dopé, en modifiant la pression partielle en O2/N2 lors de l’élaboration. Nous avons également mis en évidence l’insertion des éléments lanthanides dans la structure du CFO ainsi que l’impact de l’anisotropie de la terre rare sur les propriétés magnétiques du matériau.

The field of magnetic storage is in constant progress to constantly push further the storage capacity of the device. A promising approach is the perpendicular magnetic recording of datas. The material presented in this manuscript is cobalt ferrite. It is an excellent candidate for the realization of perpendicular storage device due to its properties. The present work deals with the modification of the magnetic anisotropy by doping the ferrite cobalt thin films with rare earth elements. We have demonstrated the possibility to modulate the easy magnetization axis of undoped cobalt ferrite by changing the partial pressure of O2/N2 during the elaboration of the thin films. We have also highlighted the insertion of rare earth elements into the structure of the cobalt ferrite although their important ionic radii. The impact of the rare earth anisotropy on the magnetic properties of the ferrite cobalt has also been observed.