Décalage d'échange et magnétorésistances dans des bicouches à base de ferrimagnétiques amorphes couplés par échange - Université de Lorraine Access content directly
Theses Year : 2006

Exchange-bias and magnetoresistive effects in amorphous ferrimagnetic bilayers with interfacial exchange coupling

Décalage d'échange et magnétorésistances dans des bicouches à base de ferrimagnétiques amorphes couplés par échange

Thomas Hauet

Abstract

The study of exchange coupled amorphous ferrimagnetic/ferrimagnetic bilayers was made possible thanks to the use of complementary technics (magnetization, susceptibility, magnetoresitivity measurements, polarized neutrons reflectometry, X-Ray magnetic dichroism). As in the FeF2/Fe system, unusual exchange-bias properties have been observed in Gd40Fe60/Tb12Fe88 bilayer. Those properties could be explained, for low temperatures and low cooling fields, using a 1D spins chain model and considering that the TbFe magnetic configurations freeze as the sample is cooled down under a field. Variations of the exchange-bias and the magnetization shifts in function of the cooling field value could then be explained. However the role of the thermal activation and of GdFe magnetization reversals on the changes of the magnetic configuration inside the TbFe had to be taken in count in order to understand the evolutions of the coercivity and the training effects. The influence of lateral domains has also been studied. The presence of well-defined interface domain wall in the GdFe/TbFe or GdFe/GdFe systems allowed us to study domain wall magnetoresistance. For low field, the resistance variations can be fully understood in term of anisotropic magnetoresistance. However, for higher field, i.e. also for a thin domain wall, the amorphous materials intrinsic magnetoresistance must be used to explain our experimental results. Finally, we used these results to understand the magnetoresistance effects obtained in GdFe/GdFe/Cu/GdFe spin-valves.
Une étude des effets de couplage d'échange et de magnétorésistance dans des systèmes bicouches ferrimagnétique/ ferrimagnétique amorphes a été réalisée grâce aux résultats obtenus à l'aide de diverses techniques complémentaires : mesures d'aimantation, de susceptibilité, de magnétorésistance, réflectométrie de neutrons polarisés et dichroïsme magnétique des rayons X. Tout comme dans le système FeF2/Fe, des propriétés de décalage d'échange inhabituelles ont été observées dans les bicouches Gd40Fe60/Tb12Fe88. Elles ont pu être expliquées, à basse température et des faibles champs de refroidissement, à l'aide d'un modèle de chaîne de spins 1D considérant le gel de la configuration magnétique dans la couche de TbFe lors du refroidissement sous champ. Dans ce cadre nous avons pu expliquer les évolutions du champ d'échange et du décalage en aimantation en fonction de la valeur du champ de refroidissement. En revanche, afin d'expliquer les évolutions de la coercitivité et les effets de traînage magnétique, il nous a fallu tenir compte de l'influence de la température et du renversement du GdFe sur l'évolution des configurations magnétiques au sein du TbFe. Le rôle de domaines latéraux a également été étudié. La présence d'une paroi d'interface bien contrôlée dans les systèmes GdFe/TbFe ou GdFe/GdFe a, de plus, permis d'étudier les effets de magnétorésistance induits par une paroi magnétique d'interface. Si les variations de résistance observées à bas champ s'interprètent en terme d'anisotropie de magnétorésistance, les phénomènes de magnétorésistance intrinsèques aux matériaux amorphes doivent être pris en compte pour expliquer nos observations pour des forts champs magnétiques. Ces résultats ont été finalement utilisés pour comprendre les mesures de magnétorésistance obtenues sur des vannes de spins GdFe/GdFe/Cu/GdFe.
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  • HAL Id : tel-01746613 , version 2

Cite

Thomas Hauet. Décalage d'échange et magnétorésistances dans des bicouches à base de ferrimagnétiques amorphes couplés par échange. Matière Condensée [cond-mat]. Université Henri Poincaré - Nancy 1, 2006. Français. ⟨NNT : 2006NAN10067⟩. ⟨tel-01746613v2⟩
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