Renversement d'aimantation dans des nanostructures par propagation de parois de domaines sous champ magnétique et courant électrique

• Main Author: Cormier, Mathieu
• Language: FRE
• Published: Université Paris Sud - Paris XI 2008
• Subjects: [PHYS:COND] Physics/Condensed Matter; parois de domaines magnétiques; nanostructures magnétiques; films ultraminces; anisotropie perpendiculaire; électronique de spin; transfert de spin; MRAM; couplage dipolaire; jonction tunnel magnétique; magnéto-optique
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00361478; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/36/17/91/PDF/Manuscrit_these_Cormier.pdf; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/36/17/91/ANNEX/Manuscrit_electronique_these_Cormier.pdf; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/36/17/91/ANNEX/Manuscrit_imprimable_these_Cormier.pdf; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/36/17/91/ANNEX/Manuscrit_fractionnable_these_Cormier.pdf; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/36/17/91/ANNEX/Soutenance_these_Cormier.pdf

La paroi de domaine magnétique est un concept essentiel à la compréhension du renversement d'aimantation dans un film ou une nanostructure magnétique, et peut être mise en jeu dans les processus d'écriture et de transmission d'une information dans un nano-dispositif. Théoriquement, nous avons mis en évidence, dans une nanostructure magnétique sans défauts, des effets de confinement sur la propagation d'une paroi sous champ magnétique et/ou sous courant polarisé en spin. Ceci a été illustré par l'étude, par microscopie magnéto-optique, de la propagation de paroi dans des films ultraminces Pt/Co/Pt à anisotropie perpendiculaire. Dans ces films, nous avons réalisé des nano-pistes lithographiées et irradiées à très faible dose par des ions hélium. Ces dispositifs se sont révélés être des systèmes modèles, idéaux pour étudier la propagation de paroi sous champ, et nous ont paru prometteurs pour l'étude de la propagation induite par transfert de spin. Pourtant, pour toute la gamme des impulsions de courant injectées dans ces pistes, aucun des effets de propagation observés expérimentalement n'a pu être attribué au transfert de spin. Au vu de l'évaluation quantitative du courant et de sa polarisation dans la couche de cobalt, ceci est justifié par un rapport défavorable entre l'échauffement par effet Joule et le transfert de spin.<br /><br />Nous avons également construit un magnétomètre Kerr polaire à haute résolution, utilisant un faisceau laser hautement focalisé, dont la résolution, la stabilité et la sensibilité exceptionnelles sont bien adaptées à l'étude de nanostructures magnétiques ultraminces à anisotropie perpendiculaire, et ce jusqu'à des dimensions largement sub-microniques.<br /><br />Enfin, nous avons étudié le renversement de l'aimantation sous champ magnétique dans un empilement de type jonction tunnel magnétique à anisotropie planaire, destiné au développement industriel de mémoires magnétiques à accès aléatoires. L'effet d'un recuit à haute température sur les propriétés magnétiques de cet empilement a été testé. En outre, dans la couche magnétique douce de la jonction tunnel, soumise à un couplage magnétique dipolaire à travers la barrière tunnel, nous avons mis en évidence une asymétrie des processus de nucléation de domaines et de propagation de parois en fonction du sens de balayage du champ, que nous avons associée à de légères inhomogénéités du champ de couplage dipolaire.