Anisotropie Magnétique et Hystérésis du Cobalt à l'Échelle du Plan Atomique: Théorie et Expérience - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 1989

Anisotropie Magnétique et Hystérésis du Cobalt à l'Échelle du Plan Atomique: Théorie et Expérience

Résumé

This thesis presents experimental and theoretical studies of the magnetic properties of epitaxial cobalt ultrathin films on polycrystalline gold substrates. The hysteresis cycle measurements confirm the existence (previously evidenced by means of ferromagnatic resonance) of a strong interface magnetic anisotropy opposed to the demagnetizing field, and giving, for cobalt thicknesses lower than 6 atomic layers, to a switching of the easy axis perpendicular to the film plane. I have als evidenced two new phenomena: at low temperature, the corecive field increases strongly at low thicknesses; at room temperature, there is an important magnetic aftereffect. I have interpreted these phenomena by means of a model of Bloch wall motion, emphasizing the role of the interface roughness. I have investigated theoretically, by means of elecronic structure calculations within the tight-binding approximation, the magnetic anisotroy of iron, cobalt, and nickel monoatomic layers. These calculations contributent to a better understanding of this phenomenon. In addition, the study of the orbital momentum led me to the prediction of of an orginal effet in these ultrathin films: an anisotropy of the magnetization, of the order of 0.1 Bohr magneton, considerably larger than the one of bulk materials. Finally, I have investigated, by means of phnomenological models the influence of defects (roughness, interfacial strains) on the magnetic anisotropy.
Cette thèse présente l'étude expérimentale et théorique des propriétés magétiques de films ultraminces de cobalt épitaxiés sur substrats d'or polycristallins. Les mesures des cycles d'hystérésis confirment la présence (précédemment observée par résonance ferromagnétique) d'une forte anisotropie d'interface s'opposant au champ démagnétisant, et donnant lieu, pour des épaisseurs de cobalt inférieures à 6 plans atomiques, à un basculement de l'axe de facile aimantation perpendiculairement au plan de la couche. J'ai également mis en évidence deux phénomènes nouveaux: à basse température, le champ coercitif augmente considérablement aux faibles épaisseurs; à température ambiante, il existe un traînage important de l'aimantation. J'ai interprété ces phénomènes à l'aide d'un modèle de mouvement de parois de Bloch, montrant le rôle prépondérant joué par la rugosité interfaciale. J'ai étudié théoriquement, par des calculs de structure électronique dans l'approximation des liaisons fortes, l'anisotropie magnétique de films monoatomiques de fer, cobalt et nickel. Ces calculs contribuent à une compréhension meilleure de ce phénomène. Par ailleurs, l'étude du moment magnétique orbital m'a permis de prédire un effet original dans ces films ultraminces: une anisotropie du moment magnétique d'environ 0,1 magnéton de Bohr, très supérieure à celle des matériaux massifs. Enfin, j'ai étudié, à l'aide de modèles phénoménologiques, l'effets des imperfections (rugosité, déformations interfaciales) sur l'anisotropie magnétique.
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Dates et versions

tel-00002846 , version 1 (19-05-2003)

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  • HAL Id : tel-00002846 , version 1

Citer

Patrick Bruno. Anisotropie Magnétique et Hystérésis du Cobalt à l'Échelle du Plan Atomique: Théorie et Expérience. Matière Condensée [cond-mat]. Université Paris Sud - Paris XI, 1989. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00002846⟩
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