Structures magnétiques modulés pour le pinning magnétique dans les supraconducteurs à haute température

Modulated magnetic structures for vortex pinning in high temperature superconductors

• Auteur / Autrice : Traian Petrişor
• Direction : Coriolan Tiuşan, Ionel Chicinaş
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 07/10/2011
• Etablissement(s) : Nancy 1 en cotutelle avec Universitatea tehnică (Cluj-Napoca, Roumanie)
• Ecole(s) doctorale(s) : EMMA - Ecole Doctorale Energie - Mécanique - Matériaux
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Jean Lamour (Nancy ; Vandoeuvre-lès-Nancy ; Metz)
• Jury : Président / Présidente : Ioan Vida Simiti
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Michel Hehn, Adelina Carmen Ianculescu
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Viorel Sandu, Nathalie Viart

Mots clés

Mots clés contrôlés

Supraconducteurs de type II

Dynamique des fluides

Tourbillons (mécanique des fluides)

Supraconductivité

Supraconducteurs à hautes températures

Mots clés libres

Supraconductibilité

Nanomagnétisme

Magnétisme mésoscopique

Lithographie

Vortex supraconducteur

Micromagnétisme

Dynamique des vortex

Supraconducteur à haute température

Supeconductivity

Nanomagnetism

Mezoscopic Magnetism

Lithography

Superconducting Vortex

Micromagnetism

Vortex Dynamics

Résumé

Cette thèse porte sur la réalisation et l'étude de systèmes hybrides d'interface entre une couche magnétique et un supraconducteur. Tout d'abord, nous avons réalisé et étudié des structures magnétiques mésoscopiques dont les propriétés magnétiques ont été modulées par l'effet de la dimensionnalité du système (épaisseur et taille latérale). Deux types des structures ont été considérés. La première est constituée par des couches minces de pérovskite LaSrMnO. Par une étude complexe nous avons réussi à démontrer la corrélation directe entre l'incorporation de l'oxygène dans le LaSrMnO et l'évolution de ses propriétés structurales, magnétiques et électriques. Une deuxième classe de matériaux magnétiques étudiés est constituée des métaux de transition (Co) et des alliages (Ni80Fe20). Les couches ont étés structurées par lithographie optique et gravure ionique sous forme d'objets de taille micronique. Par la suite, ces structures ferromagnétiques ont été interfacées avec des films minces constitués d'un supraconducteur à haute température : YBaCuO. L'objectif ultime de cette étude a été le contrôle de la dynamique des vortex dans le supraconducteur par deux types de mécanismes: intrinsèque ou les centres de pinning sont les défauts structuraux dans le film supraconducteur et un mécanisme extrinsèque lié à l'influence des modulations du champ magnétique généré par la structure magnétique mésoscopique adjacente.

The present thesis deals with the fabrication and study of hybrid, ferromagnetic/superconducting, interface systems. Magnetic mezoscopic systems, whose magnetic properties were modulated by the dimensionality (thickness and lateral size) of the systems was studied. Two types of structures were considered. The first consisted of perovskite-like epitaxial LaSrMnO thin films. We have demonstrated the direct correlation between oxygen incorporation in the LaSrMnO lattice and the evolution of its structural, magnetic and electric properties. A second class of magnetic materials that has been studied consisted of transition metals (Co) and alloys (Ni80Fe20). We have defined micronic objects from the as-deposited films, by means of optical lithography and ion beam etching. These structures were then integrated to form an interface with thin epitaxial high Tc superconducting films: YBaCuO. The ultimate goal of the above studies was the control of vortex dynamics within the superconducting layer by two mechanisms: the first, intrinsic, in which flux pinning is achieved by structural defects within the superconducting film, and a second one, extrinsic, correlated with influence of the magnetic field modulations created by the adjacent mezoscopic magnetic structure.