Structure electronique et magnetique de films et nanostructures de metaux de transition
Institution:
Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)Disciplines:
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Dans ce travail nous presentons une etude theorique des proprietes electroniques et magnetiques des interface pd/fe, v/fe et fe/rh determinees a partir d'une description auto-coherente en liaison fortes de l'hamiltonien de hubbard dans l'espace reel. Nous nous sommes interesses a deux points particuliers: i) la polarisation induite par le fer dans les systemes fe/pd, fe/v et fe/rh. Il existe dans ces systemes une competition entre le nombre de coordination et l'hybridation entre les electrons d du fer et des metaux epitaxies. Ii) l'influence des interdiffusions a l'interface: comment sont modifiees les proprietes magnetiques si l'interface n'est plus abrupte. Iii) l'etude de films minces de fe, de cr et des ilots de v/fe(001). Le pd depose sur du fe est un systeme avec une forte tendance a devenir ferromagnetique. La croissance du pd se fait avec le parametre du fe et avec une dilatation laterale du parametre du reseau du pd de 4. 1%. Nous presentons les proprietes electroniques et magnetiques des films de n plans de pd epitaxies sur du fe(001) (pd#n/fe(001), n=1-5), de sandwiches fe#5/pd#n/fe#5 ou n=1-6, en considerant deux types d'interface (abrupte et mixte), ainsi que celles de films de fe sur du pd(001) (fe#n/pd(001), n=1-5). L'ordre et les moments magnetiques ont ete etudies a l'interface fe/v des films minces fe#3/v#n suivant differentes directions cristallographiques. Pour les faces (001), (011) et (111), la polarisation des atomes de v a l'interface fe/v est non nulle avec un couplage antiferromagnetique entre le fe et le v. L'hybridation entre les orbitales du fe et du v tend a augmenter la polarisation du v d'interface, alors que la polarisation du fe d'interface diminue. La croissance du rh sur un substrat de fe(001) n'etant pas encore determinee, nous avons etudie deux types de structures de rh epitaxiees sur un semi-infini de fe(001): une structure fcc ou le rh adopte le parametre du reseau du fe et une structure tetragonale qui conserve le volume atomique du rh. Un troisieme chapitre est consacre a l'influence du nombre de coordination sur le magnetisme de petits amas de v adsorbes sur l'ag(001) ainsi que sur une possible transition f-af dans les films de cr et de fe. Il est bien connu que la croissance n'est jamais parfaite: la presence d'ilots ou de marches est generale pour ces systemes. Dans tel cas, il y a perte de symetrie a 2d et seule les methodes de calcul dans l'espace reel permettent de decrire la structure electronique. Nous avons considere des ilots de v deposes sur un semi infini d'ag(001). Deux nanostructures sont etudiees: une contenant 21 atomes de v repartis en une couche et une autre de 33 atomes de v repartis en deux couches (21+12). On montre que les atomes de v avec la plus faible coordination sont les plus magnetiques. Cependant une frustration apparait pour les atomes couples antiferromagnetiquement avec certains de leurs premiers voisins et ferromagnetiquement avec d'autres. Nous avons etudie l'effet du nombre de coordination dans les films minces de cr et de fe respectivement antiferromagnetique (af) et ferromagnetique en volume. On a mis en evidence que pour des films minces avec le parametre du reseau du volume, une competition apparait entre les differents types de magnetisme (f, af dans le plan et par plan) qui peuvent etre presents