Etude de la dynamique d'une paroi de domaine magnétique dans des pistes submicroniques
Institution:
Paris 7Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
This work is devoted to the experimental study of the origin of Anomalous Hall Effect (AHE) and the dynamics of a domain wall (DW). For that, I have developed a low noise dynamical measurement technique using the Anomalous Hall Effect (AHE) that allows to detect in real time the domain wall propagation in submicron wires. The first part is devoted to the experimental study of the origin of Anomalous Hall Effect (AHE) in ultrathin Pt/Co/Pt/Al2O3 films with perpendicular magnetic anisotropy. By modifying the interfaces with ions irradiation, it is shown that the diffusion both at the surface and at the interfaces are the main mechanisms contributing to the AHE. In parallel, I have used the AHE to study the dynamics of a domain wall (DW) in submicron wires patterned on the Pt/Co/Pt/Al2O3 films with wire width w0. The DW velocity v(H) is hugely reduced when w0 is decreased and its field dependence is consistent with a creep process. The effective critical field scales as 1/w0. Measurement of v(H) in wires with controlled artificial defects shows that this effect arises from the edge roughness introduced during by patternig. A creep model is developed and it agrees with the experimental results. Finally, it has been shown that the DW propagation dynamics strongly depend on the irradiation dose.
Abstract FR:
Ce travail est consacré à l'étude expérimentale de l'origine de l'Effet Hall Anormal (EHA) et de la propagation d'une paroi de domaine. Pour cela, j'ai développé une technique de mesure basée sur l'effet Hall Anormal (EHA) qui a permis de suivre en temps réel la propagation d'une paroi magnétique dans des pistes submicroniques. La première partie est consacrée à étudier l'origine de l'EHA dans des films ultraminces de Pt/Co/Pt/Al2O3 à anisotropie magnétique perpendiculaire. En modifiant les propriétés structurales des interfaces par irradiation ionique, j'ai montré que la diffusion à la surface et aux interfaces sont les mécanismes dominants contribuant à l'EHA. En parallèle, j'ai utilisé l'EHA pour étudier la dynamique d'une paroi de domaine 1D dans des pistes submicroniques de largeur w0 gravées dans les films de Pt/Co/Pt/Al2O3. La vitesse de propagation de la paroi de domaine v(H) est fortement réduite lorsque w0 diminue et elle suit un comportement de reptation. Le champ critique effectif est proportionnel à 1/w0. Des mesures dans des pistes avec des défauts artifiellement contrôlés nous montrent que cet effet est du à la présence de la rugosité de bords de la piste introduite pendant les étapes de lithographie et de gravure. Un modèle théorique de reptation a été développé et il est en accord avec les résultats expérimentaux. Enfin, dans la dernière partie, nous avons démontré que la dynamique de propagation de la paroi peut être fortement modifiée par l'irradiation.