Spectroscopie micro-onde d'une nanostructure métallique magnétique hybride

Microwave spectroscopy of a metallic magnetic hybrid nanostructure

• Auteur / Autrice : Grégoire de Loubens
• Direction : Olivier Klein
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique du solide
• 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

Résonance ferromagnétique

Microscopie de force à résonance magnétique

Transfert de spin

Electronique de spin

Nano-pilier

Permalloy

Effets non-linéaires

Résumé

L'objectif de ce travail de thèse est de comprendre l'influence d'un courant continu traversant une vanne de spin sur la dynamique de son aimantation. Pour ce faire, un spectromètre original capable de mesurer la résonance ferromagnétique (RFM) d'une nanostructure individuelle a été développé. Son caractère innovant est d'utiliser une détection mécanique, inspirée des techniques de microscopie en champ proche. Le spectre d'excitation RFM d'un nano-disque isolé de Permalloy a d'abord été mesuré. Cette étude a permis de comprendre quantitativement les modifications spectrales induites par les effets de taille finie. Ensuite, des systèmes hybrides composés de multicouches magnétiques métalliques ont été étudiés. Dans les échantillons mesurés, des effets de transfert de spin ont été observés, bien qu'ils soient dominés par ceux du champ d'Oersted. Le dispositif expérimental a également permis de suivre la variation du terme de relaxation d'un système de spins ferromagnétique dans le régime haute puissance. Nos résultats montrent que l'amortissement diminue quand les effets non-linéaires entrent en jeu.

The aim of this thesis is to understand the influence of a DC current flowing through a spin-valve device on its magnetization dynamics. An original spectrometer has been developed in order to measure the FMR signal of an individual nanostructure. Inspired by near field techniques, it is using a mechanical detection. The excitation spectrum of an individual Permalloy nano-disk has first been measured. This study has allowed us to quantitavely understand spectral modifications induced by finite-size effects. Then, hybrid systems made of metallic magnetic multilayers have been studied. In the measured samples, spin transfer effects have been observed though Oersted field effects are dominating. The experimental setup allowed us as well to study the relaxation term of a ferromagnetic spins system in the high power regime. Our results show that the damping decreases as linear effects appear.