Rozprawy doktorskie na temat „GdCoO3”

The aim of this thesis entitled “Influence o f doping on thermal diffusivity dependence on temperature of single crystals of YAG, YVOj i GdCOB’’ was to determine the thermal diffusivity of YAG, YVC>4, and GdCOB single crystals as a function of temperature, and to investigate an influence of dopants on these dependencies. To realize this purpose new experimental setup for the determination of thermal diffusivity dependence on temperature of transparent samples was built. The study was carried out for crystals which belong to different crystal systems: the yttrium aluminum garnet (YAG) having cubic structure, yttrium orthovanadate (YV04) of tetragonal structure and gadolinium calcium oxoborate (GdCOB) crystallizing in the monoclinic structure. The crystals were doped with calcium ions, rare earth ions such as ytterbium, neodymium, thulium, and transition metal vanadium. The influence of doping and temperature in rangę from 30 °C to 300 °C on the thermal diffusivity was analyzed. An anisotropy of thermal conductivity of investigated samples was also taken into account. Obtained results confirmed, that the influence of doping on the thermal diffusivity of investigated materials strongly depends on temperature. The thermal diffusivity of all investigated samples decreases with increasing of sample temperature from 30 °C to 300 °C, but the drop in the thermal diffusivity is the highest for pure single crystals. The introduction of dopant ions into a crystal lattice leads to a significant reduction in the thermal diffusivity at lower temperatures in comparison with pure crystals. However, the influence of dopants becomes less pronounced with increasing temperature, and in the case o f weakly doped crystals it becomes negligible at higher temperatures. The interpretation of obtained thermal diffusivity dependence on temperature for pure and doped single crystals was based on the Debye model of lattice thermal conductivity of solids. It was assumed that the decrease in thermal diffusivity with temperature and increasing concentration of impurities is caused by shortening of the phonons mean free path due to phonon-phonon and phonon-point defect scatterings. Dopant ions create additional phonon scattering centers which cause a drop of thermal diffusivity of doped crystals in comparison with pure ones. At the same time an increase of crystal temperature lowers the thermal diffusivity because of increasing freąuency of phonon-phonon scattering. This mechanism at higher temperatures prevails on phonon scattering on dopants, what is evident in the measured thermal diffusivity dependency on temperature for the doped crystals. All the aims and scopes of this thesis have been completed, the results presented at conferences, and published in international journals.

The aim of this thesis entitled “Influence o f doping on thermal diffusivity dependence on temperature of single crystals of YAG, YVOj i GdCOB’’ was to determine the thermal diffusivity of YAG, YVC>4, and GdCOB single crystals as a function of temperature, and to investigate an influence of dopants on these dependencies. To realize this purpose new experimental setup for the determination of thermal diffusivity dependence on temperature of transparent samples was built. The study was carried out for crystals which belong to different crystal systems: the yttrium aluminum garnet (YAG) having cubic structure, yttrium orthovanadate (YV04) of tetragonal structure and gadolinium calcium oxoborate (GdCOB) crystallizing in the monoclinic structure. The crystals were doped with calcium ions, rare earth ions such as ytterbium, neodymium, thulium, and transition metal vanadium. The influence of doping and temperature in rangę from 30 °C to 300 °C on the thermal diffusivity was analyzed. An anisotropy of thermal conductivity of investigated samples was also taken into account. Obtained results confirmed, that the influence of doping on the thermal diffusivity of investigated materials strongly depends on temperature. The thermal diffusivity of all investigated samples decreases with increasing of sample temperature from 30 °C to 300 °C, but the drop in the thermal diffusivity is the highest for pure single crystals. The introduction of dopant ions into a crystal lattice leads to a significant reduction in the thermal diffusivity at lower temperatures in comparison with pure crystals. However, the influence of dopants becomes less pronounced with increasing temperature, and in the case o f weakly doped crystals it becomes negligible at higher temperatures. The interpretation of obtained thermal diffusivity dependence on temperature for pure and doped single crystals was based on the Debye model of lattice thermal conductivity of solids. It was assumed that the decrease in thermal diffusivity with temperature and increasing concentration of impurities is caused by shortening of the phonons mean free path due to phonon-phonon and phonon-point defect scatterings. Dopant ions create additional phonon scattering centers which cause a drop of thermal diffusivity of doped crystals in comparison with pure ones. At the same time an increase of crystal temperature lowers the thermal diffusivity because of increasing freąuency of phonon-phonon scattering. This mechanism at higher temperatures prevails on phonon scattering on dopants, what is evident in the measured thermal diffusivity dependency on temperature for the doped crystals. All the aims and scopes of this thesis have been completed, the results presented at conferences, and published in international journals.

In der vorliegenden Arbeit wird die Einkristallzüchtung nach dem Czochralskiverfahren von GdCa4O(BO3)3 (GdCOB) beschrieben. Aus insgesamt 18 Zuchtversuchen, bei denen auch die Ziehgeschwindigkeit zwischen 1 und 3mm/h variiert wurde, wurden erfolgreich nahezu perfekte Einkristalle gewonnen. In einigen Kristallen traten jedoch auch Risse oder Einschlüsse auf. Diese enthielten neben Iridium vom Tiegelmaterial auch andere Phasen des Gd2O3–B2O3–CaO-Systems, sowie P und Yb, deren Herkunft unklar ist. Als Hauptziehrichtung wurde die kristallographische b-Achse gewählt, ergänzt durch einige Experimente in der c-Richtung. In den drei kristallographischen Hauptrichtungen wurden die thermischen Ausdehnungskoeffizienten von GdCOB bestimmt. Diese können in zwei nahezu lineare Bereiche unterteilt werden: von Zimmertemperatur bis etwa 850° C und von 850 bis 1200° C, wobei die Koeffizienten im Hochtemperaturbereich deutlich höher sind (unter 850° C: alpha_a=11.1, alpha_b=8.6, alpha_c=13.3 10^-6/K, oberhalb 850° C: alpha_a=14.1, alpha_b=11.7, alpha_c=17.8 10^-6/K). Daraus ergibt sich, dass ein Phasenübergang höherer Ordnung vorliegen muss. Als mögliche Ursache wurde mittels HT-Raman Spektroskopie ein Ordnungs-Unordnungs-Übergang identifiziert, während dessen die BO3-Gruppen in der Struktur leicht rotieren. Weitere Untersuchungen mittels thermodynamischer Methoden führten zu schwachen, aber eindeutigen Signalen, die diesem Effekt ebenfalls zuzuordnen sind. Obwohl das Material ein vielversprechender Kandidat für piezoelektrische Anwendungen im Hochtemperaturbereich ist, wurde dieser Effekt bisher unzureichend beschrieben. Dieses Verhalten, kombiniert mit den anisotropen thermischen Ausdehnungskoeffizienten, könnte eine der Ursachen für das Vorkommen von Rissen in den Kristallen während der Synthese darstellen. Spektroskopische Untersuchungen ergaben einen großen Transparenzbereich von 340 bis 2500nm (29 400–4000 cm^-1), was für optische Anwendungen von großer Bedeutung ist
In a series of 18 growth experiments, GdCa4O(BO3)3 (GdCOB) single crystals were successfully grown by the Czochralski method. They have a well-ordered structure, as revealed by single crystal structure analysis. Although the main growth direction was along the crystallographic b-axis, some experiments were conducted using the cdirection. Pulling velocities were varied between 1 and 3mm/h. Except for a few crystals with cracks or elongated "silk-like" inclusions consisting of multiphase impurities, most of the obtained crystals are of good quality. Those inclusions contain iridium, deriving from the crucible, P and Yb with unclear source, and other phases from the system Gd2O3–B2O3–CaO. Thermal expansion coefficients of GdCOB were determined in the directions of the crystallographic axes and found to be approximately linear in two temperature ranges: from 25° C to around 850° C, and from 850 to 1200° C, with the latter range showing significantly higher coefficients (below 850° C: alpha_a=11.1, alpha_b=8.6, alpha_c=13.3 10^-6/K, and above 850° C: alpha_a=14.1, alpha_b=11.7, alpha_c=17.8 x10^-6/K). This sudden increase of thermal expansion coefficients indicates a phase transition of higher order. An order-disorder transition in form of the rotation of BO3-triangles in the structure was made tentatively responsible for this transition, as revealed by HT-Raman spectroscopy. This transition was also detected by DSC-methods but appeared to result in very weak effects. Although the material is thought to represent a promising candidate for high temperature piezoelectric applications (noncentrosymmetric space group Cm), this effect of change in specification has not been described and it is unknown whether it has influence on the piezoelectric properties. Furthermore, this characteristic behaviour in combination with anisotropic coefficients may be the reason for the development of cracks during cooling of crystals, making the growth difficult. Spectroscopic investigation revealed a wide transparency range from 340 to 2500nm (29 400–4000 cm^-1) of GdCOB, which is a very important property for optical applications

Les couches minces d’alliages amorphes de terre rare métal de transition GdCo et GdFe préparées par pulvérisation cathodique présentent une texture colonnaire et une structure en chaîne observées par microscopie électronique et diffraction aux petits angles. Le comportement de l’anisotropie magnétique et l’apparition de plusieurs structures magnétiques dans GdFe avant et après recuit révèlent leur caractère magnétostrictif et leur affinité pour l’oxygène. La nucléation des domaines magnétiques à aimantation plane, leur observation par effet Kerr longitudinal et l’étude de l’évolution de leur taille sont réalisées. Une étude théorique menée en parallèle permet de comprendre comment agissent les différents paramètres sur la taille critique de ces domaines. La structure des domaines en zigzag est étudiée en statique. On montre que l’aspect dynamique de cette dernière peut s’expliquer grâce au comportement d’une paroi de Bloch asymétrique sous l’effet d’un champ transverse appliqué, et du modèle micromagnétique établi dans l’étude statique
Rare earth–Transition metal amorphous thin films of Gd Co and Gd Fe have been observed by electron microscope using Lorentz method and low angle diffraction. The magnetic domains observed before and after annealing indicate magnetostrictive character of the samples and their affinity to oxygen. The small in-plane lozenge type domains have been nucleated in the Co Ni P and Co Ti films and observed by longitudinal Keff effect. Experimental results of the critical domain size have been compared with the theoretical investigations. The static and dynamics of the zigzag domain walls which are composed of several lozenge-type domains have been shown. The mechanism of zigzags propagation is explained by transverse field effect and transformation of asymmetric Bloch wall into asymmetric Néel wall and vice versa. A micromagnetic model of this transformation has been established by isolated wall behaviour in a static state

Les mémoires magnétiques à accès aléatoire (MRAM) sont en passe de supplanter les autres formes de mémoires à accès aléatoire utilisant des états de charge électrique, et ce grâce à leurs nombreux avantages techniques : non-volatilité, rapidité, faible consommation énergétique, robustesse. Egalement, les MRAM sont prétendues insensibles aux rayonnements ionisants, ce qui n'a pas été vérifié expérimentalement jusqu'à présent. L'architecture actuelle des MRAM est basée sur l'utilisation de jonctions tunnel magnétiques (JTM). Ces MRAM peuvent présenter un inconvénient de taille, car elles sont susceptibles d'exhiber des erreurs d'adressage, en particulier lorsque l'intégration (la densité de points mémoire) est de plus en plus poussée. Le travail mené pendant cette thèse concerne ces deux points : - vérifier la fiabilité fonctionnelle des MRAM à base de JTM exposées aux rayonnements ionisants de haute énergie ; - étudier un alliage amorphe ferrimagnétique, le GdCo, susceptible d'entrer dans la composition de JTM et permettant de s'affranchir des éventuelles erreurs d'adressage par un processus d'inhibition thermique des points mémoire. Ces travaux de thèse ont démontré que les MRAM à base de JTM conservent pleinement leurs propriétés fonctionnelles lorsqu'elles sont soumises à un rayonnement ionisant intense, et que le GdCo est un matériau très intéressant du point de vue de la physique du solide et du magnétisme, que ses propriétés physiques sont très prometteuses quant à ses applications, et que son intégration dans une JTM réclame encore des évolutions technologiques
The magnetic random access memories (MRAM) are on the way to supplant the other forms of random access memories using the states of electric charge, and this thanks to their many technical advantages: not-volatility, speed, low consumption power, robustness. Also, the MRAM are alleged insensitive with the ionizing radiations, which was not checked in experiments until now. The current architecture of the MRAM is based on the use of magnetic tunnel junctions (MTJ). These MRAM can present an important disadvantage, because they are likely of present errors of addressing, in particular when integration (density of memory cells) is increasingly thorough. The work undertaken during this thesis relates to these two points: - to check the functional reliability of the MRAM containing JTM exposed to high energy ionizing radiations ; - to study a ferrimagnetic amorphous alloy, GdCo, likely to enter the composition of JTM and allowing to free from the possible errors of addressing by a process of thermal inhibition of the memory cells. This work of thesis showed that the MRAM containing JTM preserve their functional properties fully when they are subjected to intense ionizing radiations, and that GdCo is a very interesting material from the point of view of the solid state physics and magnetism, that its physical properties are very promising as for its applications, and that its integration in a JTM still claims technological developments

Le but de ce travail etait, d'une part, de realiser un laser cr 4 + : yag continu pour pomper des amplificateurs a fibre optique dopee erbium pour les telecommunications optiques et, d'autre part, un laser a base d'un nouveau materiau autodoubleur dope nd 3 + ou yb 3 +, le ca 4gdo(bo 3) 3 ou gdcob. Le laser cr 4 + : yag nous a donne d'excellents resultats avec un gain superieur a 20 dbm sur une plage de 60 nm de la longueur d'onde signal pour une puissance de 238 mw couplee dans la fibre. La matrice de gdcob, facile a elaborer en grande dimension, a decouper et a polir et de bonne qualite optique, presente un seuil de dommage comparable au lbo, un coefficient non lineaire effectif de 1 pm/v. Son acceptance thermique tres importante (>50\c. Cm) evite d'avoir reguler finement le cristal en temperature. L'emission infrarouge produite par les ions de neodyme est autodoublee en frequence in situ par la matrice de gdcob si le cristal est correctement oriente. L'autodoublage de frequence en pompage par diode a ainsi ete demontre pour la premiere fois dans le nd:gdcob. Une puissance de 115 mw a ete obtenue pour une puissance de pompe absorbee de 1,25 w. La realisation de microlasers emettant le vert est en cours d'etude. L'etude du cristal yb:gdcob a montre que ce cristal possedait un gain eleve, en particulier lorsqu'il est pompe a 976 nm : l'effet laser est obtenu pour des miroirs de sortie de transmission superieure a 10%. Une puissance de 814 mw a 1030 nm pour une puissance absorbee de 1,3 w a 976 nm a ete mesuree. Un modele theorique permet de predire le comportement d'un laser quasi-trois niveaux, modele entierement valide experimentalement grace a l'etude menee sur le laser yb:gdcob. De plus, un laser yb:gdcob femtoseconde est en cours de developpement. Ces resultats montrent tout l'interet du cristal de gdcob et du laser cr 4 + : yag. Mais il reste beaucoup de travail a effectuer, dans les deux cas pour en cerner pleinement tout le potentiel.

The research that is presented in this thesis can be divided into two major parts. The first part concerns longitudinally pumped, bulk Er-Yb lasers. In these lasers, the main limitation is the thermal shortcomings of the phosphate glass host material. From the laser experiments and the spectroscopic measurements on crystalline host materials, as well as an investigation to bring further light to the physical background of the involved dynamics, the thesis presents some novel results that contribute to the search for a crystalline replacement. The second part concerns novel laser concepts applied to Yb-doped double tungstate lasers. Different crystal orientations are investigated, such as an athermal orientation for reduced thermal lensing and a conical refraction orientation for complete polarization tuning. Furthermore, the introduction of volume Bragg gratings in the cavity enables wide spectral tuning ranges and extremely low quantum defects. Regarding the first part, the main results are the achievement of 15 % slope efficiency in a monolithic, continuous-wave Yb:GdCOB laser and the achievement of Q-switching of the same laser. The Q-switched pulse durations were around 5-6 ns and the Q-switched slope efficiency was 11.6 %. For both lasers, a maximum output power of 90 mW was obtained, which is close to ordinary glass lasers under similar conditions. A spectroscopic investigation into the Er,Yb-codoped double tungstates was also performed and the results have enabled mathematical modeling of the fluorescence dynamics in these materials. Finally, the temperature dependence of the dynamics in Er,Yb:YAG was studied and the results have given some insight into the physical background of the mechanisms involved. Regarding the second part, different end-pumped Yb:KReW laser cavities were constructed to demonstrate the different concepts. With a laser crystal cut for propagation along the athermal direction at 17º angle clockwise from the dielectric direction Nm, the thermal lens could be reduced by 50 %. In these experiments the maximum output power was 4 W at 60 % slope efficiency. In another cavity incorporating a volume Bragg grating in a retroreflector set-up, the wavelength could be continuously tuned between 997 - 1050 nm. The spectral bandwidth was 10 GHz and the peak output power was 3 W. The same output power could also be obtained at 1063 nm with the grating positioned as an output coupler instead. If, on the other hand, the grating was positioned as an input coupler, 3.6 W output power at 998 nm was obtained at a quantum defect of only 1.6 %. Furthermore, using a crystal oriented for propagation along an optic axis, internal conical refraction could be used to establish arbitrary control of the polarization direction as well as the extinction ratio. Even unpolarized light could be enforced despite the highly anisotropic medium. With this configuration, the maximum output power was 8.6 W at 60 % slope efficiency which equals the performance of a reference crystal with standard orientation. The completely novel concepts of laser tuning with Bragg grating retroreflectors, of low quantum defect through Bragg grating input couplers and of polarization tuning by internal conical refraction can all easily be applied to several other laser materials as well.
QC 20100713

Une synthese de la description macroscopique des effets magneto-optiques, ainsi qu'un resume des principaux resultats experimentaux obtenus precedemment par effet kerr sur les metaux de transition et certains alliages magnetiques, sont presentes. Un magnetometre pour mesures magneto-optiques a ete realise. Il est automatise et fonctionne sous ultra-vide (5. 10##1#0 torr), a des temperatures comprises entre 17 k et 300 k, et dans des champs magnetiques atteignant 20 koe. Des solutions originales a divers problemes techniques rencontres ont ete mises en uvre. En particulier les bobines supraconductrices ont ete scellees de facon etanche a l'interieur d'une enceinte en acier inoxydable, un ensemble porte-miroirs d'usinage extremement rigoureux a ete realise, une canne de manipulation de l'echantillon utilisant des aimants permanents de haute performance ainsi qu'une canne de transfert rapide garantissant un tres bon vide secondaire ont ete concues et realisees. Un banc optique qui utilise l'effet kerr transversal (ekt) a ete construit, et une technique differentielle de mesure a ete developpee qui utilise la separation du faisceau lumineux incident sur l'echantillon en deux faisceaux correspondant respectivement a ses deux composantes de polarisation. Enfin, dans le programme d'automatisation, un sous-programme de traitement de donnees a ete mis au point pour compenser les divers bruits affectant la mesure. Des couches minces d'alliages amorphes terre rare-metal de transition (r-m) d'epaisseurs 1000 a et 1 m ont ete preparees par pulverisation cathodique et leurs proprietes magneto-optiques ont ete mesurees. Le signal ekt est au premier ordre proportionnel au moment du metal de transition dans les alliages y-co et y-ni, et la constante de proportionnalite pour y-co est le double de celle pour y-ni. Dans les alliages r-co (ou r=gd, nd, er, est magnetique), le signal ekt de gd est negligeable par rapport a celui de co, et de signe oppose. Le signal de nd est d'un ordre de grandeur superieur a celui de gd et s'oppose lui aussi a celui de co. Les variations thermiques des aimantations de nd et de co etant differentes, un maximum dans la variation thermique du signal ekt se produit dans les alliages nd-co. Dans er-co, les signaux ekt de er et de co sont de meme signe, et le signal de l'alliage decroit rapidement avec la temperature

碩士
國立臺北科技大學
材料科學與工程研究所
106
In this study, Gd1-xMxCoO3±δ and GdCo1-xMxO3±δ ceramics with perovskite structure were synthesized by solid state reaction method. These materials were chosen based on their conductive mechanism and when mixed with ionic and electronic conductors (MIEC) they can increase the conduction of O2- and electron conduction capacity. In order to improve the electrical conductivity for use as SOFC cathodes, these ceramics were doped with various dopants such as Li+, Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Sm3+, Ce4+, Nb5+, substituting into the Gd3+ sites or Co3+ sites in GdCoO3 lattices. The concentration of dopants Na+, K+, Ca2+ and Mg2+ in Gd1-xMxCoO3±δ and GdCo1-xMxO3±δ ceramics were controlled at 0.0 to 0.03, respectively. The experimental results showed that when GdCoO3 doped with Na+, K+, Ca2+ and Mg2+ increased their electrical conductivities but no effect on their sintering temperatures (1250◦C) and even reduce the sintering temperature to 1200oC.

The main objective of this thesis was to investigate the application of photocatalysis for the degradation of organics, dyes, polymers, reduction of metal ions, decomposition of NO, etc. In this context, extensive work was done both theoretically and experimentally, the kinetic scheme differs for each substrate under consideration. For example, organics and dyes undergo oxidative degradation by OH• radicals, metal ions undergo photo catalytic reduction by the photo generated electrons; polymers in solution undergo random scission by the radicals; NO decomposition or reduction to N2 and N2O in presence of CO occurs by getting adsorbed on oxide ion vacant sites available on Pd Substituted titania followed by dissociation by the photo generated electrons. The kinetics of these systems was studied in detail in this study. Chapter 2 presents the systematic development of kinetics of photocatalytic degradation of dyes/organics. The individual role of holes and electrons is quantified using the validation of the model with the experimental results where the electrons alone were scavenged by the metal cations. Chapter 3 presents the photocatalytic reduction of metal ions in presence of solution combustion synthesized titania. Also, the emerging need of development of new photocatalyst is also considered. In this context, the newly developed photocatalysts namely GdCoO3 and metal substituted/impregnated titania were explored extensively in terms of their characteristics and photocatalytic efficiencies. Chapter 4 and 5 deals with the photocatalytic efficiencies and characteristics of GdCoO3 and metal substituted/impregnated titania, respectively. The dependence of photocatalytic efficiency on the size of nano GdCoO3 is also explored. The efficiency of these new materials is compared with that of the commercial catalyst Degussa P25. Chapter 6 deals with the modeling and experimental investigations on polymer degradation under simultaneous ultraviolet and ultrasound irradiation. Chapter 7 deals with the modeling of photocatalytic reduction of NO on Pd substituted titania.

L'objet de ce mémoire est l'étude d'une nouvelle famille de matériaux pour l'optique non linéaire Ca4TRO(BO3)3 (où TR désigne les lanthanides ou l'yttrium). Les propriétés non linéaires d'ordre 2 pour les composés GdCOB (Ca4GdO(BO3)3) et YCOB (Ca4YO(BO3)3) ont été caractérisées. Elles sont comparables à celles des borates non linéaires commercialisés (BBO, LBO). La croissance par la technique Czochralski de ces matériaux permet leur élaboration sous forme de monocristaux de grandes dimensions (diamètre 50 mm, longueur 100 à 120 mm) et de bonne qualité optique. De plus ces composés sont non hygroscopiques. Des ions lanthanides luminescents (néodyme ou ytterbium) ont été insérés dans ces matrices et des monocristaux ont été élaborés. L'étude des propriétés optiques de ces matériaux a conduit à la mise en évidence de l'effet laser dans l'infrarouge (vers 1060 nm) pour la matrice GdCOB dopée par l'ion Nd3+ ou Yb3+ et pour la matrice YCOB dopée par l'ion Nd3+ aussi bien en pompage par laser saphir dopé au titane qu'en pompage par diode laser. Enfin, nous avons pu combiner les propriétés laser et non linéaires dans ces matériaux afin de réaliser des sources laser continues visibles (bleues et vertes) par utodoublage de fréquence ou autosomme de fréquences. Les performances obtenues alliées à la possibilités de croissance en grandes dimensions ouvrent la voie à la fabrication collective de microlasers

Cette thèse en cotutelle entre l'Université Joseph Fourier à Grenoble et l'Université Nationale du Vietnam à Hanoi traite de l'étude des propriétés magnétiques et électriques de structures basées sur GdCo et sur des multicouches Fe/Cr. GdCo est un alliage ferrimagnétique dont la composition peut être choisie afin d'obtenir la compensation, c'est à dire une aimantation nette nulle, à une température de compensation inférieure à la température de Curie. Les films ont été déposés par la technique de pulvérisation cathodique magnétron. Ils sont amorphes et possèdent une anisotropie perpendiculaire induite par la croissance. Proche de la température de compensation, l'aimantation spontanée est perpendiculaire et l'imagerie par effet Kerr polaire ainsi que l'effet Hall extraordinaire ont été largement utilisés pour étudier les films dans la gamme (4-300 K) et de 0 à 6 Tesla. Un gradient de composition dans le plan peut être induit et a entrainé l'étude d'une paroi de compensation d'aimantation nulle. Les contributions de Gd et Co à l'effet Hall extraordinaire ont été déterminées. Proche de la compensation, l'effet Hall à haut champ permet d'accéder au régime de spin flop. Des multicouches GdCo/Cu/NiFe pour lesquelles GdCo est à anisotropie perpendiculaire et NiFe à anisotropie planaire ont été élaborées. Elles présentent de la magnétorésistance géante (GMR) dont la valeur ne dépend pas de l'angle entre les aimantations nettes desdeux couches magnétiques.
L'étude de la GMR des multicouches Fe/Cr traite de la contribution des interfaces au mécanisme GMR. En variant l'épaisseur du fer et en recuisant les multicouches, il est possible d'accéder aux contributions d'interface.

Les mémoires magnétiques à accès aléatoire (MRAM) sont en passe de supplanter les autres formes de mémoires à accès aléatoire utilisant des états de charge électrique, et ce grâce à leurs nombreux avantages techniques : non-volatilité, rapidité, faible consommation énergétique, robustesse. Egalement, les MRAM sont prétendues insensibles aux rayonnements ionisants, ce qui n'a pas été vérifié expérimentalement jusqu'à présent. L'architecture actuelle des MRAM est basée sur l'utilisation de jonctions tunnel magnétiques (JTM). Ces MRAM peuvent présenter un inconvénient de taille, car elles sont susceptibles d'exhiber des erreurs d'adressage, en particulier lorsque l'intégration (la densité de points mémoire) est de plus en plus poussée. Le travail mené pendant cette thèse concerne ces deux points : - vérifier la fiabilité fonctionnelle des MRAM à base de JTM exposées aux rayonnements ionisants de haute énergie ; - étudier un alliage amorphe ferrimagnétique, le GdCo, susceptible d'entrer dans la composition de JTM et permettant de s'affranchir des éventuelles erreurs d'adressage par un processus d'inhibition thermique des points mémoire. Ces travaux de thèse ont démontré que les MRAM à base de JTM conservent pleinement leurs propriétés fonctionnelles lorsqu'elles sont soumises à un rayonnement ionisant intense, et que le GdCo est un matériau très intéressant du point de vue de la physique du solide et du magnétisme, que ses propriétés physiques sont très prometteuses quant à ses applications, et que son intégration dans une JTM réclame encore des évolutions technologiques.