Diffusion résonante des rayons X polarisés et couplage magnétique dans les multicouches Co/Cu
Institution:
Paris 11Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
This thesis summarizes the research activity that we carried out on the magnetic properties of Co/Cu multilayers by X-ray resonant magnetic scattering (XRMS). The main purpose of this work was to contribute to the experimental development of XRMS as a technique for investigating structural, electronic and magnetic properties of solids. As a part of this work, we have designed and built a new ultra-high vacuum reflectometer, dedicated to XRMS experiments in surface science. We applied XRMS to the study of magnetoresistive metallic multilayers alternating magnetic and non-magnetic layers of 3d metals. Because of their magnetoresistive properties, these systems are of interest in both technological and fundamental research. In particular, our data concern Co/Cu multilayers with a Cu thickness of about 20 A, value that gives high magnetoresistance in small applied fields. By XRMS, we could measure the degree of antiferromagnetic coupling (AF hysteresis loop) and the domain size distribution as a function of the applied field. Our measurements also point to the importance of magnetic history on the inter-layer coupling and to its consequences on the electrical transport properties.
Abstract FR:
Dans ce mémoire nous résumons une partie importante de l'activité scientifique conduite au cours du travail de thèse de ces trois dernières années. Il s'agit surtout d'une activité expérimentale centrée sur l'application de la diffusion résonante à l'étude des propriétés magnétiques des multicouches CoCu, systèmes spécialement intéressants, aussi bien du point de vue des applications que de la recherche fondamentale, pour leurs caractéristiques magnétorésistives. Dans le cadre de cette activité, nous avons aussi développé un ensemble expérimental conçu spécialement pour la diffusion magnétique des rayons X et qui présente en même temps les caractéristiques d'un système pour la physique des surfaces. L'objectif principal de ce travail de thèse était de contribuer au développement expérimental de la diffusion résonante des rayons X polarisés, en tant que technique d'analyse spectroscopique, magnétique et structurale. Nous nous somme intéressés à son application à l'étude des multicouches magnétorésistives formées par l'alternance de métaux de transition 3d magnétiques et non magnétiques. Plus particulièrement, la plus grande partie des données concerne les multicouches Co/Cu avec une épaisseur de Cu autour de 20 A, valeur pour laquelle on peut obtenir une forte magnétorésistance (MR) dans des faibles champs magnétiques. Nous avons obtenu une mesure directe du degré de couplage antiferromagnétique (boucles d'hystérésis AF) et de la distribution en taille des domaines en fonction du champ appliqué. Nos mesures ont aussi mis en évidence l'influence de l'histoire magnétique sur le couplage et ses conséquences sur les propriétés de transport.