Matériaux pour l'étude de la dynamique de l'aimantation
Institution:
Paris 11Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
Rare earth transition metal alloys display unusual magnetic properties, which make them interesting systems to study ultrafast magnetization dynamic and to test mechanisms underlying spin torque. Diversity of magnetic properties observed in such alloys is bound to the lack of fine knowledge about their structural properties. I developed an ultra high vacuum chamber for deposition of thin alloys layers. Using absorption (EXAFS) and photoelectron spectroscopy (XPS), I put in evidence the amorphous structure of the alloys and the presence of a monolayer of Gd segregated at the surface. Using magneto-optical Kerr effect (MOKE) and magnetic dichroism (XMCD), I showed the uniaxial in-plane anisotropy of the films, exhibiting a compensation wall at the ad-hoc composition. I investigated the thermal evolution of the magnetization of the Co and Gd sub lattices, accounted by simulations performed from a mean field model. Ultrathin Pt/Co(5Å)/Pt films display an easy axis for magnetization anisotropy perpendicular to layer surface. When this anisotropy and the dipolar one, which drives the magnetization towards the plane, are of the same order of magnitude, a transition from perpendicular to planar anisotropy, so called spin reorientation transition (SRT), occurs. During my PhD, I studied the mechanism underlying such reorientation of magnetization and the slow fluctuations regime associated, whereas the anisotropy is finely tuned by ion irradiation.
Abstract FR:
Les alliages entre terres rares et métaux de transition CoGd possèdent des propriétés magnétiques uniques, qui en font des systèmes intéressants pour l'étude de la dynamique ultrarapide de l'aimantation ainsi que pour tester les mécanismes du transfert de spin. Pour expliquer la grande diversité des propriétés magnétiques observées dans ces alliages, une caractérisation fine des propriétés structurales est indispensable. Pour cela, j'ai développé une chambre de dépôt en ultra vide pour produire des couches minces d'alliage par coévaporation. Par absorption (EXAFS) et spectroscopie de photoélectrons (XPS), j'ai pu montrer la nature amorphe des alliages et la ségrégation d'une monocouche de gadolinium en surface. Par effet Kerr magnéto-optique et dichroïsme magnétique en absorption (XMCD), j'ai montré que les films présentent une anisotropie uni axiale dans le plan et, avec la composition ad-hoc, une paroi de compensation. J'ai étudié l'évolution thermique de l'aimantation des sous réseaux de Co et Gd, reproduite par des simulations issues d'un modèle de champ moyen. Les films ultra minces Pt/Co(5Å)/Pt présentent une anisotropie perpendiculaire au plan de la couche. Lorsque cette anisotropie et l'anisotropie dipolaire, qui ramène l'aimantation dans le plan de la couche, sont du même ordre de grandeur, une transition de réorientation de spin (SRT) se produit, associée au passage de l'aimantation hors du plan vers le plan. Dans Pt/Co(5Å)/Pt, j'ai étudié ce mécanisme de réorientation de l'aimantation ainsi que le régime de fluctuations lentes associé, lorsque l'anisotropie est pilotée finement par irradiation ionique.