Réalisation d'un magnétomètre à effet Kerr : propriétés magnéto-optiques de couches minces d'alliages amorphes terres rares-métaux de transition

Conception and construction of a kerr. Effet magnetometre magneto-optical properties of thin films of rare earth. Transition metal amorphous alloys

• Auteur / Autrice : Orphée Cugat
• Direction : Dominique Givord, Yves Souche
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences des matériaux
• Date : Soutenance en 1991
• Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Louis Néel (Grenoble ; 1971-2006)
• Jury : Président / Présidente : Jean Charvolin

Mots clés

Mots clés libres

Physique

Etat condense

Proprietes electriques

Magnetiques

Optiques

Couche mince

Propriete magnetooptique

Etat amorphe

Effet kerr magnetooptique

Lanthanide metal transition alliage

Nc

Na

Magnetometre

Magneto-optique

Effet kerr transversal

Cryostat

Couches minces

Alliages amorphes

Alliages terre rare-metal de transition

Yni,yco,ndco,gdco,erco

Thin film

Magnetooptical properties

Amorphous state

Kerr magnetooptical effect

Lanthanide transition metal alloys

Nc

Na

Résumé

Une synthese de la description macroscopique des effets magneto-optiques, ainsi qu'un resume des principaux resultats experimentaux obtenus precedemment par effet kerr sur les metaux de transition et certains alliages magnetiques, sont presentes. Un magnetometre pour mesures magneto-optiques a ete realise. Il est automatise et fonctionne sous ultra-vide (5. 10##1#0 torr), a des temperatures comprises entre 17 k et 300 k, et dans des champs magnetiques atteignant 20 koe. Des solutions originales a divers problemes techniques rencontres ont ete mises en uvre. En particulier les bobines supraconductrices ont ete scellees de facon etanche a l'interieur d'une enceinte en acier inoxydable, un ensemble porte-miroirs d'usinage extremement rigoureux a ete realise, une canne de manipulation de l'echantillon utilisant des aimants permanents de haute performance ainsi qu'une canne de transfert rapide garantissant un tres bon vide secondaire ont ete concues et realisees. Un banc optique qui utilise l'effet kerr transversal (ekt) a ete construit, et une technique differentielle de mesure a ete developpee qui utilise la separation du faisceau lumineux incident sur l'echantillon en deux faisceaux correspondant respectivement a ses deux composantes de polarisation. Enfin, dans le programme d'automatisation, un sous-programme de traitement de donnees a ete mis au point pour compenser les divers bruits affectant la mesure. Des couches minces d'alliages amorphes terre rare-metal de transition (r-m) d'epaisseurs 1000 a et 1 m ont ete preparees par pulverisation cathodique et leurs proprietes magneto-optiques ont ete mesurees. Le signal ekt est au premier ordre proportionnel au moment du metal de transition dans les alliages y-co et y-ni, et la constante de proportionnalite pour y-co est le double de celle pour y-ni. Dans les alliages r-co (ou r=gd, nd, er, est magnetique), le signal ekt de gd est negligeable par rapport a celui de co, et de signe oppose. Le signal de nd est d'un ordre de grandeur superieur a celui de gd et s'oppose lui aussi a celui de co. Les variations thermiques des aimantations de nd et de co etant differentes, un maximum dans la variation thermique du signal ekt se produit dans les alliages nd-co. Dans er-co, les signaux ekt de er et de co sont de meme signe, et le signal de l'alliage decroit rapidement avec la temperature