Elaborations et caractérisations de films minces d'oxydes de manganèse Ln0. 5Ca0. 5MnO3 (Ln = Pr, Nd, Sm), présentant une mise en ordre des charges, déposés par ablation laser pulsé

• Auteur / Autrice : Erwan Rauwel-Buzin
• Direction : Bernard Mercey
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie des matériaux
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Caen

Mots clés

Mots clés contrôlés

Matériaux -- Propriétés magnétiques

Magnétorésistance

Dépôt par laser pulsé

Tensions (chimie)

Manganite

Couches minces

Résumé

La magnétorésistance colossale, découverte en 1994 sur les oxydes de manganèse à valence mixte, a déclenché un engouement rare dans le monde entier. Notre étude s'est focalisée sur les composés Ln0. 5Ca0. 5MnO3 (Pr, Nd, Sm) présentant à basse température un état antiferromagnétique isolant d'ordre de charges. L'application d'un champ magnétique permet de détruire cet ordre de charges ce qui provoque une transition isolant-métal et induit une forte décroissance de résistivité. Les champs magnétiques nécessaires à la destruction de cet ordre de charges sont beaucoup trop élevés pour envisager une application. L'étude de ces films minces de manganites déposés par ablation laser pulsé a permis de mettre en évidence l'effet des contraintes induites par le substrat sur ces matériaux (compression ou extension). Ces contraintes sont susceptibles de modifier la structure ainsi que les propriétés de transport des films. Ainsi après avoir synthétisé ces films, j'ai réalisé un ensemble de caractérisations structurales et de transport à des épaisseurs variables permettant de comparer les différents comportements de ces matériaux sous forme de films minces. Nous avons observé une importante diminution du champ magnétique critique. Le fait de modifier les régimes de contraintes nous a permis de mieux comprendre les phénomènes physiques mis en jeu. On a pu constater que dans la plupart des cas, l'orientation du film par rapport au substrat est celle qui minimise les contraintes s'exerçant à l'interface. Le substrat a ainsi deux effets majeurs sur le film, il va déformer la maille, et cette déformation augmentera avec l'augmentation de l'intensité des contraintes. Le deuxième effet est une trempe structurale, le substrat va geler les paramètres du film et empêcher toute transition structurale, entre autre celle qui a lieu à basse température et qui permet une plus grande stabilité de l'ordre de charges. Ces deux effets permettent d'expliquer l'importante diminution du champ magnétique critique que l'on peut observer dans ces films.