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Université Joseph-Fourier - Grenoble I (15/01/2007), Claire MEYER (Dir.)
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Etude de la croissance et des propriétés magnétiques de systèmes auto-organisés de nanofils de Fer(110)
Bogdana L. Borca1

Le sujet de thèse concerne l'étude de réseaux réguliers de nanofils magnétiques auto-organisés. Deux approches ont été utilisées pour la fabrication : 1) Préparation de réseaux planaires de nanofils alternés (Fe,Ag) sur Mo(110). Ce mode de croissance est attribué au caractère non miscible des deux métaux et à un mécanisme modulé de relaxation des contraintes d'épitaxie. 2) Préparation de nanofils de Fer sur une surface déjà structurée en tranchées périodiques. Ces tranchées se forment spontanément lors de la croissance homoépitaxiale d'un métal cc de W(110) (ou Mo) à température modérée. La période de la structuration unidimensionnelle est contrôlable par la température de dépôt. La deuxième étape consiste à déposer le Fer sur ce gabarit. Pour une température définie, Fe croît au fond des tranchées pour former des fils régulièrement espacés. Des réseaux de fils en trois dimensions ont aussi été fabriqués. Du point de vue magnétique, les deux systèmes présentent une forte anisotropie uniaxiale avec l'axe de facile aimantation planaire, le long des fils. A température ambiante les systèmes sont superparamagnétiques. L'évolution de la coercitivité en fonction de la température s'interprète selon un processus de renversement d'aimantation thermiquement activé par nucléation/propagation. Le renversement met en jeu plusieurs fils couplés pour le premier système et s'effectue au sein des fils individuels dans le deuxième.
1:  NEEL - Institut Néel
magnétisme – croissance épitaxiale – auto-organisation – nanofils – RHEED – STM – SQUID

Study of growth and magnetic properties of self-organized nanostructures of Iron (110)
The present thesis is focused on the study of magnetic nanowires prepared by self-organized epitaxial growth. Two approaches were used: 1) Fabrication of a planar system of alternate nanostripes (Fe,Ag)/Mo(110). This growth mode is explained by the immiscible character of the two metals and by a modulated mechanism of epitaxial stress relaxation. 2) Preparation of Fe nanowires on a pre-patterned surface of periodic grooves. The grooves spontaneously form during the homoepitaxial growth of a bcc metal W(110) (or Mo) at moderate temperature. The unidimensional patterning with hills and grooves shows a tunable period through the deposition temperature. In a second step iron is deposited at a specific temperature on this template and grows from the bottom of the grooves, to form regularly spaced wires. A tridimensionnal network was also prepared by vertically stacking the planar wires array.Magnetically, the two systems show a strong anisotropy with the easy axis of magnetization in-plane along the wires. At room temperature both systems are superparamagnetic. The temperature dependence of the coercivity is explained within a thermally activated magnetization reversal process through nucleation/propagation. The reversal involves several coupled wires for the first system, but takes place in the individual wires for the second one.
magnetism – epitaxial growth – self-organisation – nanowires – RHEED – STM – SQUID

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