Contrôle du champ magnétoélastique local dans des réseaux de nanostructures pour des applications de straintronic

Local magnetoelastic field control in nanostructure arrays for straintronic applications

• Auteur / Autrice : Nabil Challab
• Direction : Damien Faurie, Fatih Zighem
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences des materiaux
• Date : Soutenance le 08/07/2021
• Etablissement(s) : Paris 13
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Galilée (Villetaneuse, Seine-Saint-Denis)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des Propriétés Mécaniques et Thermodynamiques des Matériaux (....-2010)
• Jury : Président / Présidente : Maximilien Cazayous
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Maximilien Cazayous, Mohamed Haboussi, Flavio Abreu Araujo
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Matthieu Bailleul, Denys Makarov

Mots clés

Mots clés contrôlés

Résonance ferromagnétique

Nanostructures

Spintronique

Magnétoélasticité

Mots clés libres

Dispositifs flexibles

Magnétoélectronique

Nanostructures mangnétiques

Résonance ferromagnetique

Straintronics

Magnelectronics

Magnetic nanostructure

Ferromagnetic resonance

Résumé

Les systèmes flexibles présentent des propriétés intéressantes pour les applications électroniques nécessitant des dispositifs conformables et déformables pour avoir des géométries complexes. D’autre part, les dispositifs spintroniques permettent une miniaturisation et une faible consommation énergétiques des dispositifs ayant une large bande fréquentielle. Combiner la flexibilité et des dispositifs basés sur la spintronique donne naissance à des dispositifs qui s’inscrivent dans le champ de la straintronique qui est un champ de recherche dans le domaine de la physique de la matière dense, et qui s’intéresse aux effets induit dans les solides par les déformations mécaniques. La nanostructuration fait apparaître d’autres propriétés extraordinaires notamment des structures de bandes qui sont beaucoup utilisées en électronique. Cette nanostructuration induit aussi des effets sur la distribution des champs de déformation en son sein. L’objectif de cette thèse est donc l’étude de l’influence de ces champs de déformation sur la réponse magnétique des nanostructures déposées sur substrat flexible. Ces études se sont déroulées sur deux volets complémentaires à savoir l’étude expérimentale qui a été conduite in situ en résonance ferromagnétique et qui a consisté à déformer les nanostructures sur substrat flexible, l’autre volet est purement numérique pour la bonne compréhension et interprétation des résultats expérimentaux. Dans ce contexte, une méthodologie a été développée et un code de calcul maison a vu le jour au LSPM

Flexible systems present interesting properties for electronic applications requiring conformable and deformable devices to have complex geometries. On the other hand, spintronic devices allow miniaturization and low energy consumption of devices with a wide frequency band. Combining flexibility and devices based on spintronics gives rise to devices that fall within the field of straintronics, which is a field of research in the physics of dense matter, and which is interested in the effects induced in solids by mechanical deformations. The nanostructuring reveals other extraordinary properties, in particular band structures which are much used in electronics. This nanostructuring also induces effects on the distribution of strain fields within it. The objective of this thesis is therefore to study the influence of these strain fields on the magnetic response of nanostructures deposited on flexible substrates. These studies were carried out on two complementary aspects, namely the experimental study which was conducted in situ in ferromagnetic resonance and which consisted in deforming the nanostructures on flexible substrate, the other aspect is purely numerical for the good understanding and interpretation of the experimental results. In this context, a methodology has been developed and an in-house calculation code has been created at LSPM