Academic literature on the topic 'Biais d'échange'

Introduction Youth Excel est une initiative pancanadienne de 3 ans qui a eu comme objectif de favoriser la santé chez les jeunes par le biais de l'amélioration de la capacité de développement et d'échange des connaissances (DEC). La capacité de DEC repose sur un cycle d'amélioration reliant données probantes et interventions. Ses composantes étaient la surveillance locale des comportements des jeunes; l'échange de connaissances; les compétences, les ressources et l'environnement favorable pour l'utilisation des connaissances et enfin l'évaluation. Méthodologie Nous avons réalisé des entrevues auprès de membres de Youth Excel relevant de sept équipes provinciales et de deux organisations nationales. Ces entrevues portaient sur les expériences des participants en lien avec le renforcement de la capacité de DEC. Résultats L'élément central de la capacité de DEC était constitué par les systèmes de surveillance locale, renforcé par la coordination d'enquêtes au sein des administrations et entre administrations et par le recours à des indicateurs et à des mesures communes. Les échanges de connaissances les plus efficaces étaient ceux qui portaient sur des produits adaptés et qui mettaient à profit les occasions de dialogue et de planification des interventions. La capacité évaluative est demeurée la capacité de DEC la moins élaborée. Le renforcement de la capacité globale de DEC repose sur un dialogue fréquent, des partenariats mutuellement bénéfiques et de la confiance. Il exige également que l'on porte attention au langage, à la vision, au leadership stratégique et au financement. Conclusion L'expérience de Youth Excel montre qu'il faut, pour renforcer un système de DEC qui améliore la santé des jeunes, explorer de nouvelles perspectives et obtenir un engagement soutenu de la part des champions ainsi que des organisations concernées.

Abstract. Ce travail vise à évaluer les pluies simulées issues des sorties de modèles climatiques régionaux Cordex-Africa dans le bassin côtier oranais en Algérie. Pour cela les simulations du modèle RCA4 (Rossby Centre Atmosphere model, version 4) forcé par deux modèles de circulation globale (MPI-ESM-LR et CNRM-CM5) sous deux scenarios de forçages radiatifs «Representative Concentration Pathways» (RCPs) RCP 4.5 et RCP 8.5 sont comparées aux pluies observées au niveau de cinq stations pluviométriques, au cours de la période de contrôle 1981–2005 à l'échelle mensuelle. Les données futures simulées sont ensuite corrigées à l'aide de deux méthodes de correction de biais, à savoir, la méthode quantile-quantile et la méthode Delta, afin de mieux analyser leur évolution au cours de la période de projection 2075–2099. Les coefficients d'échange estimés au cours de la période 2075–2099 montrent que les simulations corrigées par la méthode Delta sont moins biaisées que les simulations corrigées par la méthode quantile-quantile. L'analyse de l'évolution future des pluies met en évidence une réduction de −12 % à −38 % d'ici la fin du 21ème siècle selon le RCP 4.5. Cette réduction qui est encore plus importante selon le scénario pessimiste RCP 8.5, risque d'affecter la disponibilité des ressources en eau dans la région qui a connu par le passé une période de sècheresse sévère et persistante. Enfin, cette étude peut être utilisée comme outil d'aide à la décision destiné aux parties prenantes de la gestion intégrée des ressources en eau et de l'agriculture. Néanmoins, pour une meilleure appréciation des impacts socio-économiques, une étude plus approfondie en considérant plusieurs modèles climatiques et d'autres paramètres climatiques, est recommandée.

Certaines études ont démontré que, dans leurs relations avec les immigrants, ils se laissent orienter par des attitudes négatives envers ceux-ci. Ces attitudes qui témoignent de nombreux aspects de notre histoire et de notre situation sociale ont déjà été rassemblées dans cette formulation : « À cause des immigrés qui reçoivent toutes les laveurs du gouvernement et des employeurs, les Canadiens français se voient relégués aux postes les plus humbles. C'est une injustice flagrante à l'égard de ceux qui ont fondé, colonisé et développé le pays. On leur conteste le droit de commander dans leur propre pays. On veut noyer la race canadienne-française par l'immigration. Ce sont les Anglais qui veulent surtout la détruire, et c'est pour cela qu'ils donnent toujours la préférence aux immigrés. Sans l'immigration, les Canadiens français pourraient bientôt devenir majoritaires par le simple fait de leur accroissement naturel. »: Cette constellation d'attitudes serait partagée par 77% des Canadiens français. La position dominante (44.65%) chez le groupe Canadien anglais est beaucoup plus positive; elle a été formulée comme suit: « Pour accéder au rang de grande puissance, le Canada devra accroître sa population. Par ailleurs, il faut choisir des candidats assimilables par l'élément anglo-saxon du pays, ou, du moins, qui ne bouleversent pas la présente situation ethnique. » Ces recherches démontrent également que le premier déterminant de ces attitudes est le facteur ethnique. « Chaque groupe ethnique aborde le problème de l'immigration d'abord en fonction de sa survivance. » C'est également la position qu'adopte le professeur Garigue. Bernard Mailhot, pour sa part, voit dans cette prédominance du facteur ethnique, une manifestation de ce sentiment de minorité, commun à chaque groupe ethnique, et qui engendre la création de barrières défensives étouffant l'émergence possible de zones d'échanges entre ces groupes. L'ensemble de ces recherches constitue certainement un apport considérable en ce qui a trait au problème des relations ethniques au Canada français. Elles suggèrent que les attitudes envers les immigrants sont largement déterminées par les relations déjà existantes entre Canadiens français et Canadiens anglais. Toutefois, en abordant cette question par le biais du concept d'« attitude », elles en arrivent à une définition de la situation qui met en évidence une certaine polarisation des sentiments réciproques des groupes en présence. Pour notre part, nous croyons que le processus d'interaction construit par les acteurs sociaux au niveau du vécu recèle des éléments beaucoup plus complexes et nuancés que nous le laissent entendre les résultats des recherches précédentes; les significations qu'ils donnent à leurs relations s'ajustent, se modifient et sont constamment réinterprétées tout au long des interactions. C'est cet aspect de la situation que nous voudrions faire ressortir dans cette étude.

L'expansion rapide en termes d'échelle et de complexité des dispositifs électroniques pour les applications d'apprentissage automatique et d'intelligence artificielle actuelles engendre une demande considérable en nouvelles architectures. L'industrie est activement à la recherche de nouvelle génération de mémoires et de stockage capables d'offrir vitesse, densité, et une meilleure efficacité énergétique. Les mémoires non volatile magnétorésistive (MRAM), dont les états magnétiques permettent de stocker l'information suscitent un intérêt grandissant. Jusqu'à présent la direction d'aimantation de matériaux ferromagnétique définissaient l'état magnétique. Cependant, les matériaux antiferromagnétiques ne possédant quasiment pas d'aimantation sont intéressant puisqu'ils ne sont pas sensibles aux champs magnétiques externes. Cette caractéristique permet de minimiser l'influence d'interactions dipolaires entre des dispositifs adjacents, favorisant ainsi une intégration plus dense. De plus les matériaux antiferromagnétiques présentent une dynamique à haute fréquence allant jusqu'à la gamme des térahertz, ce qui ouvre théoriquement la possibilité de vitesses d'écriture plus élevées que les dispositifs ferromagnétiques. Toutefois, des dispositifs à aimantation nulle rendent la manipulation et la détection de l'état mémoire complexe par des méthodes classiques. Dans le cadre de cette thèse, nous avons démontré le renversement du couplage d'échange ou exchange bias dans des héterostructures ferromagnétique/antiferromagnétique au sein de jonctions magnétiques à tunnel à trois terminaux, parvenant ainsi à détecter électriquement une couche antiferromagnétique via une variation de magnétorésistance tunnel de 80 %, soit deux ordres de grandeur plus importantes que les résultats publiés précédemment. Ici, la configuration magnétique de la couche antiferromagnétique (IrMn) impacte la couche libre ferromagnétique de CoFeB. De plus, nous avons pu démontrer un retournement d'aimantation rapide dépendant de la polarité du courant, en 0,8 ns. Nous avons pu identifier deux mécanismes de basculement, à savoir le mode chauffage et le mode induit par le couple spin-orbite, en fonction de la largeur d'impulsion du courant. Le second cas est en accord avec des simulations numériques, suggérant que le couple spin-orbite généré par le Pt induit la précession de l'IrMn, tandis que le couplage d'échange à l'interface IrMn/CoFeB détermine la polarité de basculement de l'IrMn. De plus, dans des structures IrMn/CoGd, nous avons étudier le couplage d'échange perpendiculaire en variant les épaisseurs d'IrMn et les concentrations de CoGd. Nous avons pu démontrer dans une structure optimisée, le retournement du couplage d'échange avec une seule impulsion laser femtoseconde. Par ailleurs, nous avons analysé l'impact de la fluence laser et du nombre pulse laser sur l'évolution du couplage d'échange. Grace a des mesures pompe-sonde, nous avons pu démontrer le retournement du couplage d'échange en moins de 100 ps. Ces résultats ont pu être reproduit par des simulations atomistiques prenant en compte la structure des grains des films d'IrMn polycristallins et l'état amorphe des couches d'alliage de CoGd. L'IrMn montre une désaimantation plus rapide que les matériaux ferromagnétiques, chaque grain d'IrMn parvenant à se réaimanter en un état monodomaine en seulement 2 ps. En conclusion le couplage d'échange peut être manipuler grâce à un courant électrique ou une impulsion optique ultra brève sans champ magnétique appliqué et pour des dispositifs ayant une bonne stabilité thermique, ce qui en fait une solution intéressantes pour diverses applications
The rapid growth in scale and complexity of neural network architectures in today's machine learning and artificial intelligence applications is creating a significant demand for advanced hardware solutions. The semiconductor industry is actively seeking next-generation storage technologies that can offer improved speed, density, power consumption, and scalability. One such technology that shows great promise for high-performance data storage and processing is magnetoresistive random access memory (MRAM), which stores information in the magnetic state of materials. However, with the continuous requirement of high-density and ultrafast scenarios, antiferromagnet as the basic unit of MRAM shows obvious advantages. Antiferromagnetic materials have negligible macroscopic magnetism, making them highly robust to external magnetic fields. This property also allows for the absence of dipole interactions between adjacent bits, enabling higher-density integration. Additionally, antiferromagnetic materials exhibit high-frequency dynamics up to the terahertz range, theoretically enabling faster write speeds than ferromagnetic devices. However, such fully compensated magnetic moments make the magnetization state of the antiferromagnetic material difficult to manipulate and detect by traditional electrical methods. In this thesis, we demonstrate the antiferromagnetic exchange bias switching in three-terminal magnetic tunnel junctions and achieve electrical detection of antiferromagnetism by the tunnelling magnetoresistance with a ratio over 80%, which is two orders larger than previous methods. This is achieved by imprinting the state of antiferromagnet IrMn on the CoFeB free layer. We further realize current polarity-dependent switching, rather than current orientation-dependent switching of IrMn down to 0.8 ns. We identify two switching mechanisms, the heating mode and the spin-orbit torque driven mode, depending on the current pulse width. The latter case is supported by numerical simulations, which suggest that spin-orbit torque generated by Pt induces the precession of IrMn and exchange coupling at the IrMn/CoFeB interface determines the switching polarity of IrMn. Furthermore, to break the ferromagnetic and electrical write speed limit and further explore the antiferromagnetic switching speed, we experimentally realize exchange bias switching by a single femtosecond laser pulse. In the IrMn/CoGd structure, the perpendicular exchange bias is investigated for different IrMn thicknesses and CoGd concentrations. Using the optimized structure, the exchange bias was switched under a single femtosecond laser, and the dependence of the exchange bias variations with different laser fluence and pulse numbers was detailed investigated. The pump-probe time-resolved measurement is used to demonstrate the exchange bias switching time scale of less than 100 ps. The grain structure of polycrystalline IrMn films and the amorphous state of CoGd alloy layers are accurately described using atomistic simulations. The IrMn exhibits a faster demagnetization than ferromagnetic materials and each IrMn grain remagnetizing to a single-domain state in only 2 ps. In addition, the different grains of IrMn exhibit independent and stochastic probabilistic switching in the ultrafast time scale. The electrical and all-optical manipulation of exchange bias system allows ultrafast, field-free and energy-efficient control of antiferromagnet with high ordering temperature and thermal stability, making it highly suited to applications

Le travail de thèse est consacré à l'étude numérique de nanoparticules (NPs) magnétiques core@shell Fe3O4@CoO présentant des propriétés d'échange bias (EB) en utilisant la méthode Monte Carlo (MC). En particulier, nous nous sommes concentrés sur l'étude de l'effet des réponses collectives (interactions inter-particules telles que les interactions dipolaires (ID)) sur les propriétés magnétiques de ces structures. Des résultats expérimentaux préliminaires, montrant l'existence d'une relation entre le décalage du cycle d'hystérésis et l'interaction entre NPs, ont motivé le travail numérique mené dans le cadre de cette thèse.La première partie de ce mémoire est une étude méthodologique visant à trouver les conditions optimales pour simuler les cycles d'hystérésis d'une façon correcte par MC.Les résultats révèlent une dépendance linéaire entre le champ coercitif Hc et la constante d'anisotropie effective pour des conditions non biaisées (algorithme libre, algorithme du cône, algorithme mixte). La deuxième partie est consacrée à l'étude, à l'échelle atomique, des nanostructures présentant l'EB dont nous avons reproduit les deux caractéristiques (un décalage du cycle d'hystérésis, une augmentation importante de Hc).Nous avons également proposé une méthode permettant l'évaluation de la valeur de l'anisotropie effective.En passant à l'échelle d'une assemblée de NPs, plusieurs modèles furent étudiés. Nous arrivons à interpréter les résultats expérimentaux selon le degré d'agrégation des NPs. Nous montrons que l'agrégation (interactions d'échanges entre les NPs) a un effet direct sur le champ d'échange bias, mais le rôle d'ID sur le champ d'échange mérite des études complémentaires
This thesis is dedicated to the numerical study by means of Monte Carlo (MC) simulations of core@shell Fe3O4@CoO magnetic nanoparticles (NPs) presenting exchange bias properties (EB). In particular, we focused our study on the effect of collective responses (inter-particle interactions as dipolar interactions (DI)) on the magnetic properties of these structures. Our numerical work is motivated by some preliminary experimental results showing the existence of a relationship between the hysteresis loop shift (exchange bias field) and the interaction between NPs. The first part of this thesis is a methodological study to figure out the optimal conditions to simulate hysteresis loops correctly by MC. The results reveal that the coercive field Hc is linearly related to the effective anisotropy constant for non-biased conditions (free algorithm, cone algorithm, mixed algorithm). The second part is dedicated to the study of exchange-biased nanostructures at the atomic scale. We have been able to reproduce both characteristics of EB (hysteresis loop shift, significant increase in Hc). A method allowing the evaluation of the effective anisotropy has been proposed. Considering an assembly of nanoparticles, several models are studied. The experimental results are interpreted according to the degree of aggregation of NPs. It was shown that the aggregation (exchange interactions between NPs) has a direct effect on the exchange bias field, but the role of the ID on the exchange field requires complimentary calculations to be clarified

Ce travail de thèse est consacré à l’étude du couplage d’échange dans des nano-structures de type ferromagnétique-multiferroïque, avec un intérêt particulier dans la compréhension du renversement en température et angulaire de l’aimantation.Au niveau théorique, un modèle numérique de renversement en température de l’aimantation dans des nanoparticules de type cœur-coquille sera présenté. Le code source du programme, implémenté au cours de cette thèse, a été rendu disponible pour la communauté scientifique sous licence libre. Il permet notamment d’introduire une dispersion en taille des particules, et démontrera le rôle clé de la distribution en taille et de la température dans la réponse magnétique des nanoparticules.Au niveau expérimental, une bicouche composée d’un ferromagnétique Ni81Fe19, et d’un multiferroïque magnétoélectrique à température ambianteBiFeO3, est étudiée. Ces couches sont déposées par pulvérisation cathodique radiofréquence, selon différentes épaisseurs de BiFeO3. Leur structure ainsi que leur morphologie sont caractérisées par diffraction des rayons X, microscopie à force atomique et microscopie électronique à transmission, révélant en particulier la polycristallinité de BiFeO3. Le renversement de l’aimantation est analysé par magnétométrie vectorielle à échantillon vibrant, fournissant des mesures angulaires à température ambiante et à 77 K, à l’aide d’un cryostat à immersion développé au cours de cette thèse ; ainsi que par magnétométrie SQUID, avec l’application de deux protocoles spécifiques de refroidissement en température (entre 10 K et 380 K). Les résultats montrent un comportement similaire à ceux obtenus sur des bicouches épitaxiées. Une propriété intrinsèque du BiFeO3 sera proposée comme étant un mécanisme possible conduisant au comportement en température obtenu, à savoir le cantage des spins de BiFeO3 conduisant à une contribution biquadratique du couplage d’échange. Finalement, un phénomène nouveau dans les matériaux couplés par échange sera mis en évidence à température ambiante, c’est-à-dire un traînage angulaire des axes d’anisotropie
This dissertation presents a study of the exchange coupling in ferromagnetic-multiferroic nanostructures, with specific interest in understanding the thermal and angular reversal of the magnetization.A theorical numerical model of the thermal magnetization reversal in core-shell nanoparticles is presented. The program source code, implemented during this thesis, is freely avaibale to the scientific community under an open-source license. This model, developed during this thesis, allows diameter size dispersion, and demonstrates the key role of the size distribution and temperature in the magnetic response of nanoparticles.The experimentally studied bilayer is composed of a ferromagnetic material, Ni81Fe19, and a room temperature magnetoelectric multiferroic, BiFeO3. Different thicknesses in BiFeO3 were deposited. The structure and morphology of the bilayers were studied using X-ray diffraction, atomic force microscopy and transmission electron microscopy, revealing in particular the BiFeO3 polycristallinity. The magnetization reversal was probed by vectorial vibrating magnetometry, at room temperature and 77 K, using a self-developped immersive cryostat. The SQUID magnetometry allowed the measurement of two specific cooling protocols between 10 K and 380 K. The results of these two different protocols are similar to the ones obtained for measurements previously reported on expitaxial BiFeO3. An intrinsic property of BiFeO3 is proposed as being the driving mechanism for the thermal dependent magnetization reversal: the canting of the BiFeO3 spins leading to a biquadratic contribution to the exchange coupling. Finally, a new phenomenon in exchange coupled materials is shown at room temperature, which corresponds to an angular training of the anisotropy axes

Nous nous proposons d'étudier l'interaction au niveau de l'interface entre un matériau antiferromagnétique et un ferromagnétique par un ensemble de techniques expérimentales qui utilisent le rayonnement synchrotron. Nous sommes particulièrement intéressés par l'effet de couplage d'échange dans les couches minces magnétiques avec anisotropie hors du plan. Les systèmes que nous avons étudiés sont les couches ordonnées chimiquement, FePt et MnPt sur Pt(001), et Fe/Ag(001), éventuellement couplée à CoO. Notre approche consiste à trouver de surfaces adaptées et d'étudier, pour chaque bicouche, la croissance individuelle de chaque élément, alliage ou oxyde. A travers le contrôle d'un certain nombre des paramètres, comme la structure de la surface, la propreté, le taux et la température de déposition, nous avons obtenus une bonne connaissance du processus de croissance. Les systèmes obtenus ont été étudiés in situ par la diffraction de surfaces et ex situ par l'effet Kerr magnéto-optique, le dichroïsme circulaire magnétique de rayons X et la spectroscopie d'absorption de rayons X. La relation entre le couplage d'échange, qui se manifeste par l'augmentation de la coercivité et par un champ de décalage, et la structure des couches est discutée pour les interfaces MnPt/FePt and CoO/Fe
Our aim is to study the interaction of antiferromagnetic and ferromagnetic materials with well-defined interface by combining structural, electronic and magnetic techniques using synchrotron light. Our interest is guided by the exchange bias effect in thin ferromagnetic films with perpendicular magnetic anisotropy. The main systems studied in this work were ultra-thin layers of chemically-ordered alloys of FePt and MnPt on Pt(001) and of Fe/Ag(001), eventually coupled to CoO. Our strategy was to find an appropriate surface and, for each coupled bilayer, study the individual growth of each element, alloy or oxide. By controlling a variety of parameters, such as surface structure, cleanliness, deposition rate and temperature, we have got a good understanding of the growth process. The coupled systems obtained were studied in situ by grazing incidence X-ray diffraction and ex situ by magneto-optic Kerr effect, X-ray magnetic circular dichroism and X-ray absorption spectroscopy. The relation between the exchange coupling, which manifests itself by an increase in coercivity and a bias field, and the structural characteristics was discussed for the MnPt/FePt and CoO/Fe interfaces.Keywords: exchange bias, chemically ordered alloy, MnPt, FePt, Fe/Ag(001), surface X-ray diffraction, X-ray absorption, MOKE, synchrotron

La mise en évidence d’effets de polarisation d’échange (“exchange bias”, EB) ouvre de nouvelles perspectives dans le domaine émergeant de la spintronique organique. Dans une première partie de la thèse, on étudie l’EB des systèmes Co/MPc et Py/MPc (M=Mn, Co, Fe, Zn) par magnétométrie. Pour tous ces systèmes, l’EB est observé avec des températures de blocage de 100K environ. Ces études sont complétées par des mesures de résonance ferromagnétique confirmant les valeurs du champ de polarisation. Dans une troisième partie, on étudie les propriétés magnétiques des tricouches Co/Pc/Co. Les cycles d’hystérèse présentent des marches indiquant un renversement séquentiel des couches de cobalt. A basse température, on observe de l’anisotropie unidirectionnelle pour les deux couches mais leurs champs de polarisation diffèrent
Observation of exchange bias (EB) phenomenon by using molecular materials as a pinninglayer open the horizon for tremendous perspective in the field of organic spintronics. Thefirst part of the thesis is devoted to the study of EB of Co/MPc and Py/MPc (M=Mn, Co, Fe,Zn) by static magnetometry. The existence of EB is evidenced in all Pc molecules with block-ing temperature around 100K. The second part is devoted to the study of EB by dynamicFMR measurements. The values of EB measured by this method are compatible with staticmagnetometry measurements. The third part is devoted to study magnetic properties of thetrilayer Co/Pc/Co systems. Hysteresis loops exhibit a stepped shape indicative of successivereversal of each layer. Low temperature loops show that both Co layers experience unidi-rectional anisotropy after field cooling, with differing bias fields

Notre objectif est d’améliorer la compréhension du phénomène d’anisotropie d’échange dans les nanoplots en comparaison aux films continus et d’étudier les effets du désordre magnétique à l’interface dans la couche AF sur les propriétés d’anisotropie d’échange. Dans un premier temps, nous avons utilisé un modèle granulaire qui prend en compte les phases magnétiques désordonnées à l’interface F/AF et nous modélisé ces phases par la présence de grains moins stables à l’interface dans la couche AF. De plus, dans le cas des nanoplots, nous avons pris en compte des grains moins stables localisés sur les bords de la couche AF pour reproduire les effets dus à la méthode de fabrication. Nous avons trouvé qu’il existe deux mécanismes de retournement de la couche F en dépendant de la valeur du couplage ferromagnétique. Si le couplage ferromagnétique faible, le retournement de la couche F s’amorce sur plusieurs centres de nucléation et s’effectue sans propagation. Alors que si le couplage ferromagnétique fort, le retournement de la couche F s’amorce en un seul centre de nucléation situé à un coin du nanoplot puis se propage à partir de ce coin. Ensuite notre modèle a permis d’expliquer les principales caractéristiques des comportements observés expérimentalement dans les bicouches Co/IrMn et NiFe/IrMn (pour différentes tailles latérales), à différentes températures de mesure et pour différentes épaisseurs de la couche AF. Plus précisément, les valeurs du champ d’échange simulé dans les films continus, à température ambiante, sont plus grandes que dans les nanoplots pour les faibles épaisseurs de la couche IrMn alors que c’est le contraire lorsque cette épaisseur augmente. Dans un deuxième temps, Nous avons utilisé un modèle atomique qui prend en compte la frustration magnétique dans la couche AF et la présence de défauts structuraux tels que les joints de grains et l’interdiffusion. Nous avons trouvé que l’effet combiné de la frustration, des joints de grains et de la surface induit des configurations magnétiques non colinéaires complexes (présence de domaines magnétiques) dans la couche AF à l’interface. Nos résultats montrent que la non-colinéarité des moments AF à l’interface diminue le couplage effectif à l’interface F/AF et diminue la constante d’anisotropie effective de la couche AF. Nos résultats montrent également que la présence de joints de grains lorsqu’il y a de la frustration renforce la stabilité de la couche AF à 0K alors qu’elle la diminue à température non nulle. Enfin, nous avons trouvé que l’interdiffusion diminue fortement le champ d’échange et rend la couche AF plus stable, ce qui correspond à une diminution du couplage effectif à l’interface. Il est important de noter que les valeurs du champ d’échange simulé sont dans ce cas réalistes, ce qui met en évidence que l’interdiffusion est probablement un des facteurs essentiels pour lesquels les champs d’échange mesurés expérimentalement sont nettement plus faibles que ceux prévus par les modèles simples
Our goal is to improve the comprehension of the exchange bias (EB) in nanodots in comparison with the continuous films and to study the effects of the interfacial magnetic disorder on the EB properties. Firstly, we use a granular model which considers disordered interfacial phases by considering less stable magnetic grains at the interface in the antiferromagnetic (AF) layer. We further model the effect of the nanofabrication process by considering less stable magnetic grains at the edges, due to grain cutting. Our results evidence two different mechanisms of the ferromagnetic (F) layer reversal depending on the magnitude of the coupling between F grains. In the weak coupling regime relative to the anisotropy, the exchange field is independent of the coupling. By contrast, in the strong coupling regime, the exchange field depends on the coupling. Our model also well explain some experimental features observed in NiFe/IrMn and Co/IrMn nanodots (for various lateral sizes) and continuous films, at various measurement temperatures and various AF thicknesses. More precisely, the simulated values of the exchange field in the continuous films, at room temperature, are larger than in the nanodots for small values of the AF thicknesses. However, it is the opposite when this thickness increases. Secondly, we use an atomic model which considers the magnetic frustration inside the AF layer and the presence of structural defects such as grain boundaries and interdiffusion. We found that the combination effect of grain boundaries, frustration and surface can result in complex magnetic configurations in the AF layer at the interface (magnetic domains). Our results show that the non-collinearity of the AF moments at the interface decreases the effective coupling at the interface and decreases the effective anisotropy constant of the AF layer. Our findings indicate that combination effect of grain boundaries and frustration make the AF layer more stable at 0 Kelvin and less stable at non-zero temperature. Our results show that the interdiffusion decrease the simulated values of the exchange field and make the AF more stable which corresponds to a decrease of the effective coupling at the interface. It is important to note that the simulated values of the exchange field are realistic values, which highlights that the interdiffusion is probably one of the essential factors which can give simulated values close to the experimental values

La spintronique antiferromagnétique est un domaine de recherche émergent dans le secteur des technologies de l'information. Ce domaine exploite la combinaison unique de propriétés dans les matériaux antiferromagnétiques. Leur grande fréquence d'excitation, leur robustesse face à des champs extérieurs, une aimantation totale nulle et la possibilité de générer de forts effets de magnéto-transport les rendent particulièrement intéressants. Le transfert de spin, le couplage spin-orbite et les effets caloritroniques constituent les phénomènes qui ont façonné une grande partie de la recherche et des développements récents en spintronique. Dans cette thèse, nous avons étudié les effets de transfert et de pompage de spin dans des antiferromagnétiques métalliques et isolants au moyen de la technique de résonance ferromagnétique, dans des tricouches du type injecteur de spin ferromagnétique - NiFe, CoFeB / (conducteur de spin - Cu / absorbeur de spin antiferromagnétique - IrMn, NiFeOx, NiO. Les mesures de la dépendance en température de la relaxation ferromagnétique ont révélé un nouvel effet de pompage de spin associé aux fluctuations linéaires lors de la transition de phase magnétique de l'antiferromagnétique, quel que soit l'état électronique et la nature du transport de spin. Cela ouvre de nouvelles voies pour un pompage de spin plus efficace, tout en fournissant une méthode polyvalente pour mesurer la température critique des films ultra-minces à aimantation totale nulle. Dans le but de mesurer à la fois les fluctuations de spin linéaires et non linéaires dans l'antiferromagnétique, nous avons effectué des mesures électriques dans une configuration de mesure du type ‘spin Hall’. Une dépendance en température non-monotone inédite de la tension dc transverse a parfois été observée. Elle est principalement associée aux propriétés d’un ferromagnétique spécifique: le Permalloy, sans rapport avec les effets de rectification de spin. Ces résultats s'ajoutent à une littérature croissante sur l'absorption d’un courant de spin, soulignant la capacité des ferromagnétiques à agir comme détecteurs de courant de spin émis à la suite de phénomènes impliquant une dynamique d’aimantation. Finalement, nous avons utilisé le couplage d'échange pour étudier et ensuite façonner les propriétés magnétiques et électriques de plusieurs antiferromagnétiques destinés à diverses applications spintroniques, y compris la lecture par magnétorésistance tunnel anisotrope
Antiferromagnetic spintronics is an emerging research field in the area of information technology that exploits the unique combination of properties of antiferromagnets. It is their high excitation frequency, robustness against external fields, zero net magnetization and possibility of generating large magneto-transport effects that makes them so interesting. Spin transfer, spin-orbit coupling and spin caloritronics constitute the phenomena that have shaped much of the recent research and development towards pure antiferromagnetic spintronics. Here we investigate spin transfer torque and spin pumping in both metallic and insulating antiferromagnets by means of ferromagnetic resonance technique, in ferromagnetic spin injector – NiFe, CoFeB / (spin conductor – Cu) / antiferromagnetic spin sink – IrMn, NiFeOx, NiO trilayers. Temperature dependence measurements of the ferromagnetic relaxation revealed a novel spin pumping effect associated to the linear fluctuations at the magnetic phase transition of the antiferromagnet, regardless its electronic state and the nature of the spin transport. This opens new ways towards more efficient spin pumping, while providing at the same time a versatile method to probe the critical temperature of ultrathin films with zero net magnetization. Next, in an effort to probe linear as well as non-linear fluctuations in the antiferromagnet we conducted electrical measurements in spin Hall geometry. A novel non-monotonous temperature dependence of transverse dc voltage was sometimes observed, mostly associated to the properties of a specific ferromagnet: Permalloy, unrelated to spin rectification effects. These findings add to a growing body of literature on spin current absorption, highlighting the ability of ferromagnets to act as spin current detectors, in phenomena involving magnetization dynamics. Finally, we used exchange bias to investigate and subsequently engineer the magnetic and electric properties of various antiferromagnets intended for diverse spintronic applications including reading via tunneling anisotropic magnetoresistance

Cette thèse concerne l'étude des propriétés structurales et magnétiques de nanoparticules magnétiques creuses (HMNPs), coquille et coquille/coquille. Les effets de surface sont exaltés de par la présence des surfaces interne et externe. L'étude expérimentale de HMNPs basée sur des mesures magnétiques et de spectrométrie Mössbauer du 57Fe a montré une structure magnétique complexe. Les HMNPs ayant une épaisseur ultrafine présentent une structure magnétique décrite par 2 sous-réseaux spero-magnétiques opposés, en plus de la présence d’un champ d'échange bias significatif. L'effet de la taille et de l'épaisseur des HMNPs a été également étudié. Les spectres Mössbauer obtenus sous champ magnétique montrent que la structure magnétique est fortement corrélée au rapport surface/volume. Ces résultats expérimentaux ont été confirmés par simulation Monte Carlo. Après optimisation du modèle, l’approche numérique montre d’abord que l'anisotropie de surface Ks gouverne le comportement magnétique des HMNPs et ensuite que la valeur critique de Ks nécessaire pour obtenir une configuration radiale (spike) diminue lorsque la taille des HMNPs augmente. L'étude numérique menée pour différentes tailles et épaisseurs de coquille, a permis de suivre leurs effets sur la structure magnétique des HMNPs. Par ailleurs, l'étude expéri-mentale menée sur des HMNPs shell/shell, montre que le désordre des spins et le champ d'échange bias deviennent plus importants lorsque les HMNPs sont recouvertes d’une coquille antiferromagnétique (NiO). De ces résultats, on peut déduire l'effet du désordre des spins sur les phénomènes d'échange bias dans un tel système
This thesis concerns the study of structural and magnetic properties of hollow magnetic nanoparticles (HMNPs), shell and shell/shell. These HMNPs present enhanced surface effects resulting from the presence of both inner and outer surface layers. The experimental investigation combining magne-tic measurements and 57Fe Mössbauer spectrometry of such HMNPs has revealed a complex spin magnetic structure. Small HMNPs with ultrathin thickness show highly disordered magnetic structure and the corresponding in-field hyperfine structure can be described by means of 2 speromagnetic antiferromagnetically coupled, in addition to the significant exchange bias phenomenon. The in-field Mössbauer study of the effect of size and thickness of HMNPs shows that the spin disorder is strongly correlated to the surface to volume ratio. Those experimental magnetic behaviors were confirmed using Monte Carlo simulation. Indeed, after improving the numeric model, it is concluded that surface anisotropy Ks has a dominant role in the magnetic behavior of HMNPs and the value of critical Ks necessary to obtain radial (spike) configuration decreases as the size of HMNPs increases, keeping the same thickness. The numeric study for different sizes and shell thicknesses allows the effect of these parameters on the spin structure of HMNPs to be followed. Then, the experi-mental study extended to shell/shell HMNPs indicates that the spin disorder is enhanced in HMNPs with antiferromagnetic shell (NiO) in addition to larger exchange bias field. From those results, one can try to deduce the effect of spin disorder on the exchange bias phenomena in such system