Elaboration et caractérisation de matériaux ferromagnétiques doux : modélisation de couches magnétiques inhomogènes

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• Auteur / Autrice : Vincent Dubuget
• Direction : François Gervais
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique, spécialité Sciences des matériaux
• Date : Soutenance le 05/02/2010
• Etablissement(s) : Tours
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Santé, sciences, technologies (Tours)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Laboratoire d'Electrodynamique des Matériaux Avancés
• Jury : Président / Présidente : Anne Lise Adenot Engelvin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Andre Thiaville, Manuel Vazquez, Nicolas Vukadinovic, Jean Francois Bobo

Mots clés

Mots clés contrôlés

Transfert d'énergie

Aimantation

Anisotropie

Couches minces

Matériaux magnétiques

Mots clés libres

Microfil nanocristal égainé de verre

Résumé

Au cours de ce manuscrit sont reportées l’élaboration et la caractérisation de matériaux ferromagnétiques doux : les microfils nanocristallisés gainés de verre de composition Finemet élaborés par le procédé de tirage Taylor-Ulitovsky et les couches minces amorphes decomposition CoNb et CoZr déposées par pulvérisation cathodique assistée magnétron.Une première partie du travail de thèse a été consacrée à l’étude de l’influence de l’état structural et de la composition sur les propriétés magnétiques, respectivement au travers des microfils nanocristallisés gainés de verre et des couches minces amorphes. Une deuxième partie a été vouée à référencer les différentes sources de dispersion d’aimantation des couches minces magnétiques, élaborées au déroulé sur substrat polymère. Une méthode a été proposée afin de quantifier la distribution d’anisotropie en angle et en intensité dans l’épaisseur. Le comportement magnétique des telles couches a été modélisé en prenant en compte la distribution d’aimantation expérimentale dans une approximation den-macrospins sans interaction d’échange. Un second volet a consisté à développer un modèle micromagnétique unidimensionnel prenant en compte l’énergie d’échange. Ce modèle a été appliqué avec succès sur une bicouche et une multicouche à anisotropies magnétiques croisées, élaborées spécifiquement à cet effet. L’étude exhaustive d’une bicouche à anisotropies croisées a été menée : aimantation statique et dynamique, structure en domaines magnétiques, aimantation dynamiquement couplée et caractérisation du profil d’aimantation dans l’épaisseur.

The aim of this work is to product and characterize some soft ferromagnetic materials : nanocrystallized Finemet-based glass-coated microwires fabricated using a Taylor-Ulitovskyprocess and amorphous Co-based thin films deposited by magnetron sputtering.In a first part, the influence of the structural order for the nanocrystallized glass-coatedmicrowires and the influence of the composition for the thin magnetic films on the magnetic properties has been studied.In a second part, the various origins of the magnetization dispersion of thin layers deposited continuously on a transported polymeric substrate has been listed. A method has been proposed to estimate both angular and intensity anisotropy distribution in depth. The magnetic susceptibility calculation taking into account the experimental magnetization dispersion is achieved in the framework of n-macrospins approximation without the exchange interaction. In addition, the static and dynamic magnetic behavior of both abilayer and a multilayer with crossed magnetic anisotropies has been reproduced by adedicated 1D micromagnetic model (with the exchange energy). In particular, a detailed study of such a bilayer has been investigated : static and dynamic magnetization, magnetic domain structure, coupled dynamically magnetization and characterization of the magnetization distribution in depth.