Perméamétrie hyperfréquence de couches minces magnétiques

Hyperfrequency permeametry of thin magnetic films

• Auteur / Autrice : Guillaume Counil
• Direction : Thibaut Devolder
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés libres

Relaxation

Anisotropie

Ondes de spin

Basse température

Résumé

J'ai développé une technique de mesure de la dynamique de l'aimantation aux échelles de temps de l'ordre de la nanoseconde, pour des couches ultraminces d'épaisseur de l'ordre du manomètre. Dans la course à des densité d'intégrations et de vitesses de fonctionnement toujours croissantes, ces deux échelles, temporelle et spatiale, sont les échelles pertinentes qu'il faut maîtriser pour comprendre et optimiser le fonctionnement des nano-dispositifs hyperfréquence. Après avoir décrit l'excitation linéaire des modes de résonance dans les couches minces, je décris en particulier le phénomène de relaxation de l'amantation. Je présente ensuite la technique inductive développée, dans le domaine temporel comme dans le domaine fréquentiel. Les effets de propagation dus à la longueur d'onde centimétrique seront étudiés, de même que l'effet de l'inhomogénéité du champ excitateur créé par l'antenne excitatrice. Une application de la technique pour la mesure de l'anisotropie de couches épitaxiées Fe/MgO, ainsi qu'une étude en température des mécanismes de relaxation est alors présentée.

I developped a technique to measure magnetization dynamics in nanosecond time scale, in ultrathin magnetic films. For greater recording density and high speed device, understanding physical mechanism at such spatial and time scale appears to be crucial for the development and optimization. I describe the linear excitation of the resonance modes in thin films, in particular the magnetization relaxation. I present the inductive technique, both in time and frequency domain. Effects of propagation, due to the centimetric wave length of the hyperfrequency excitation, is studied, as well as the effect of the finite width of the antenna exciting magnetization motion. Applications of the technique, such as the study of the anisotropy of epitaxial Fe/MgO films, or relaxation mechanisms at low temperature are then presented.