2577 articles  [version française]
Detailed view PhD thesis
Université Pierre et Marie Curie - Paris VI (16/12/2011), Michel Viret (Dir.)
Attached file list to this document: 
PDF
FMR.pdf(5.2 MB)
Effets électriques lors de la résonance ferromagnétique de nanostructures et de contacts atomiques
Olivier Rousseau1

Le but de cette thèse est l'étude des propriétés de résonance ferromagnétique (RFM) de nanostructures et contacts atomiques. Pour ce faire, nous exploitons le fait que les propriétés de transport électrique sont dominées par le contact atomique, et nous utilisons une détection électrique. Nous avons développé un nouveau dispositif expérimental dans lequel un dispositif mécanique de jonctions à cassure est conçu pour un environnement hyperfréquence où les mesures électriques peuvent être réalisées avec des champs magnétiques statiques et dynamiques variables. Des nanostructures ont d'abord été mesurées pour déterminer la fiabilité et la grande sensibilité de notre système. Ensuite la susceptibilité, de parois de domaines à des fréquences supérieures à celles les propageant, a été déterminée comme indépendante de la fréquence. Cette susceptibilité était environ 10 fois supérieure à celle des domaines saturés. Le dispositif expérimental permet également d'étudier l'interaction entre courants de spins et propriétés dynamiques de nanostructures pendant la résonance ferromagnétique. Les courants de spins générés dynamiquement à la RFM ont été mesurés en utilisant l'effet Hall inverse de spin dans des nanostructures Py/Pt. L'influence, sur la RFM, des courants de spin inject'es par effet Hall de spin dans le platine, y a également été observée. Dans les contacts atomiques la RFM a aussi été étudiée à l'aide de mesures du signal rectifié. Lors de la cassure de nos nanostructures de cobalt ou de permalloy, de nouveaux modes de résonance apparaissent à des champs plus élevés que la résonance uniforme. Nous attribuons cet effet à la modification des champs démagnétisant lors de la réduction du diamètre de la constriction. Dans la géométrie du contact atomique, nous avons mesuré la résonance de parois de domaines contraintes. Dans ce cas, le signal rectifié généré par quelques atomes, dépend fortement de la fréquence et peut atteindre des valeurs 1000 fois supérieures à celles de la RFM des domaines avant cassure.
1:  SPEC - URA 2464 - Service de physique de l'état condensé
Résonance ferromagnétique – Parois de domaines – Nanostructures – Contacts atomiques – Effet Hall de spin – Effet Hall inverse de spin

Electrical effects in ferromagnetic resonance of nanostructures and atomic contacts
The aim of this thesis is the study of ferromagnetic resonance properties (FMR) of nanostructures and atomic contacts. In order to achieve this, we take advantage of the fact that electrical transport is dominated by the atomic contact, and use an electrical detection technique. We developed a novel experimental setup in which a mechanical break junction technique is designed in a radio-frequency compatible environment where electrical measurements can be carried out under variable static and dynamical magnetic fields. First, magnetic nanostructures were measured in order to determine the reliability and the high sensitivity of our system. Then the susceptibility of domain walls in nanostuctures at frequencies higher than those classically used for their displacement, was measured and found to be large and almost independent of the frequency. This susceptibility was roughly 10 times that in saturated domains. The experimental setup also allowed the study of the interaction of spin currents and dynamical properties of nanostructures at the ferromagnetic resonance. The spin currents dynamically generated at the FMR have been measured in Py/Pt nanostructures using the inverse spin Hall effect in platinum. The influence on the FMR of spin current injection using the spin Hall effect in Pt has also been observed. The FMR of atomic contacts has been studied by a rectified technique. While breaking our nanostructures of cobalt and permalloy, new resonant modes have been shown to appear at fields higher than that of the uniform resonance. This is attributed to the effect of demagnetization fields that are locally modified when reducing the constriction diameter. In the atomic contact regime, we have measured the constrained domain wall resonance. In that case the rectified signal, generated by a few atoms, depends sensitively on the frequency and can reach values 1000 times higher than the FMR signal of saturated domains in the unbroken samples.
Ferromagnetic resonance – Domain walls – Nanostructures – Atomic contacts – Spin-Hall effect – Inverse spin-Hall effect