Abstract FR:

Nous étudions la structure et les propriétés magnétiques de couches minces de Fe et d'alliages Fe-Co déposées sur Si(001) par épitaxie par jets moléculaires. L'épitaxie de films de Fe est réalisée à température ambiante (TA) en utilisant une couche tampon FeSi2 ou CoSi2. La diffraction de photoélectron, la diffraction d'électrons lents, la diffraction d'électrons d'énergie moyenne diffusés inélastiquement et la microscopie électronique en transmission montrent que le fer adopte une structure cubique centrée (cc) contrainte. Les films relaxent progressivement lorsque l'épaisseur augmente. Les mesures de photoémission et de diffusion d'ions indiquent qu'un siliciure de stoechiométrie Fe3Si se forme à l'interface avec la couche tampon. Du fer pratiquement pur croît par dessus, avec une faible ségrégation de silicium jusqu'à 40 monocouches (MC). Des mesures de susceptibilité et de magnétométrie SQUID montrent que les films de 3 MC ont une température de Curie de 75 K et une aimantation hors du plan. A TA, les films sont ferromagnétiques à partir de 4 MC. Ceux de plus de 4 MC, évaporés à la normale, ont leur aimantation dans le plan et une anisotropie de symétrie quatre. La constante d'anisotropie effective est mesurée par effet Kerr magnéto-optique en fonction de l'épaisseur. Elle devient négative en dessous d'une épaisseur critique de l'ordre de 20 MC. Avec le modèle d'interaction de paires de Néel, l'origine de ce comportement a été attribuée à la contrainte compressive biaxiale dans le plan existant dans le film pour des épaisseurs ≤20 MC. Finalement, des films d'alliage Fe1−xCox ont été préparés par co-évaporation sur Si(001) en utilisant la technique de la couche tampon. En plus des films stables (x ≤ 0,75), des alliages métastables cc (0,75 ≤ x ≤ 1) sont stabilisés en dessous d'une épaisseur dépendant de la composition. Pour 10 MC et plus, ces films d'alliage sont ferromagnétiques à TA pour toutes les stoechiométries.