Étude des multicouches de Fe/Cr épitaxiées : propriétés structurales et magnétiques, mécanisme d’interdiffusion

Study of epitaxial Fe\Cr multilayers : structural and magnetic properties, interdiffusion mechanisms

• Auteur / Autrice : Gladice Claire Magnifouet Tchinda
• Direction : Véronique Pierron-Bohnes
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 28/09/2020
• 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 : Ovidiu Ersen
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Anny Michel, Matthieu Bailleul
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Maylise Nastar, Alain Marty

Mots clés

Mots clés contrôlés

Interfaces (sciences physiques)

Propriétés magnétiques

Alliages chrome-fer

Épitaxie

Mots clés libres

Epitaxie

Contraintes

Magnétisme

Interdiffusion

Epitaxy

Constraints

Magnetism

Interdiffusion

Résumé

Nous avons épitaxié des tri-couches Cr\Fe\Cr sur les substrats de MgO et SrTiO3 (100) par pulvérisation cathodique. Leurs propriétés structurales et magnétiques s’améliorent lorsque la température de dépôt du Fe décroît, mais il y a formation d’oxydes de Fe et de Cr aux interfaces. Nous avons donc choisi de continuer l’élaboration des tri-couches par MBE. Nous avons varié l’épaisseur de tri-couches déposées par MBE pour extraire le moment moyen et sa modification aux interfaces. La contribution des interfaces ont le signe et l’ordre de grandeur prédits par Daniel Stoeffler en liaisons fortes. Les phénomènes d’interdiffusion dans ces multicouches ont été étudiés par des recuits isochrones et isothermes. La gamme de température intéressante pour les recuits est de 400 à 500°C. Les recuits isothermes montrent la présence de plusieurs régimes. Les profils de concentration simulés par Monte-Carlo révèlent une diffusion asymétrique.

We have epitaxied Cr/Fe/Cr tri-layers on the MgO and SrTiO3 (100) substrates by magnetron sputtering. Their structural and magnetic properties improve when the deposition temperature of Fe decreases, but Fe and Cr oxides form at the interfaces. We therefore chose to continue with the multi-layers growth using MBE. We varied the thickness of three layers deposited by MBE to extract the average moment and its modification at the interfaces. The contribution of the interfaces has the sign and order of magnitude predicted by Daniel Stoeffler using tight-binding. The interdiffusion phenomenain these multilayers have been studied by isochronous and isothermal annealings. The temperature range of interest for annealing is 400 to 500°C. Isothermal annealing shows the presence of several regimes. The concentration profiles simulated by Monte Carlo reveal an asymmetric diffusion.