L'anisotropie magnétique dans les multicouches Fe/Dy

The magnetic anisotropy in Fe/Dy multilayers

• Auteur / Autrice : Alexandre Tamion
• Direction : Didier Blavette
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique. Sciences des matériaux
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Rouen

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sondes atomiques tomographiques

Anisotropie

Fer

Composites

Mots clés libres

Dysprosium

Anisotropie magnétique perpendiculaire

Résumé

La problématique de cette étude est de comprendre l'origine de l'anisotropie magnétique perpendiculaire dans les multicouches Fe/Dy. Cette propriété fait des multicouches (métal de transition/terre rare) de très bonnes candidates à la réalisation de supports d'enregistrement magnétique perpendiculaire. L'objectif de cette étude est de corréler les propriétés structurales et chimiques des multicouches avec leurs propriétés magnétiques. La démarche expérimentale a consisté à élaborer des multicouches à différentes températures afin de modifier les interfaces. Les échantillons ont ensuite été caractérisés structuralement, chimiquement et magnétiquement. Les études structurales ont été réalisées à l'aide de diffraction et réflectométrie de rayons X, de microscopie électronique à haute résolution et de diffraction électronique. La caractérisation chimique a été effectuée par sonde atomique tomographique ; tandis que l'étude magnétique a été menée à l'aide de spectrométrie Mössbauer, de réflectométrie de neutrons polarisés ainsi que de magnétométrie à SQUID. Le résultat majeur de cette étude est l'augmentation de l'anisotropie magnétique perpendiculaire avec l'augmentation du mélange chimique. L'anisotropie perpendiculaire ne provient donc pas de la brisure de symétrie générée par les interfaces abruptes mais de l'alliage amorphe Fe-Dy formé aux interfaces.

This study deals with the understanding of the origin of the Perpendicular Magnetic Anisotropy (PMA) in Fe/Dy multilayers. The PMA makes (transition metal/rare earth) multilayers very good candidates to the realization of perpendicular magnetization storage media. The aim of the study is to correlate the structural and chemical properties of the multilayers with their magnetic properties. The experimental consisted in elaborating the multilayered samples at different substrate temperatures in order to modify their interfaces. The multilayers were then structurally, chemically and magnetically characterized. The structural studies were carried out using X-ray, high resolution electron microscopy and electronic diffraction. The chemical investigation was carried out by tomographic atom probe; while the magnetic study was realized using Mössbauer spectrometry, polarized neutron reflectometry as well as SQUID magnetometry. The main result that comes out of this study is the increase of the PMA with the increase of the chemical mixing. Therefore, perpendicular magnetic anisotropy does not result from the symmetry breaking generated by abrupt interfaces, but from the Fe-Dy amorphous alloy that forms at the interfaces.