Дисертації з теми "Aimantation en dynamique"
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Ouari, Bachir. "Dynamique de l'aimantation des particules superparamagnétique avec anisotropie triaxiale." Perpignan, 2006. http://www.theses.fr/2006PERP0739.
Анотація:
Dans ce travail, nous avons effectué des études théoriques sur le processus de relaxation de l’aimantation des nanoparticules superparamagnétiques avec une anisotropie triaxiale (orthorhombique). Dans le contexte du modèle de Néel-Brown, nous avons obtenu les solutions numériques et analytiques de l’équation de Fokker-Planck-Brown qui décrit la dynamique de l’aimantation de la particule monodomaine. Le processus de relaxation magnétique est caractérisé par le temps de relaxation de l’aimantation le plus long, les temps intégraux et effectifs. Dans le domaine des fréquences, il est caractérisé par les composantes longitudinale et transversales du tenseur de la susceptibilité magnétique. Les résultats des calculs numériques nous ont donnés la possibilité d’évaluer ces grandeurs importantes avec beaucoup d’habilités pour les valeurs typiques de la constante de dissipation α, de la température T, des constantes d’anisotropie et la pulsation en absence ou en présence d’un champ magnétique uniforme extérieur H0. En utilisant l’approche de Kramers-Brown-Coffey, nous avons déduit les équations analytiques pour les temps de relaxation de l’aimantation et pour les composantes longitudinale et transversale de la susceptibilité magnétique. Ces équations sont en accord complet avec les résultats du calcul numérique. Elles ont des formes simples et nous permettent de comprendre le comportement qualitatif des temps de relaxation de l’aimantation et des spectres de la susceptibilité magnétiques dans toute la gamme de variation des paramètres physiques (température, pulsation, champ extérieur, et constante de dissipation)In this thesis, a theoretical study of the dynamics of the magnetization of superparamagnetic nanoparticles with triaxial (orthorhombic) anisotropy has been carried out using the Néel-Brown model. Numerical and analytical solutions of the Fokker-Planck equation given by Brown, which describes the relaxation of the magnetization in the nanoparticles, have been obtained in order to facilitate this study. The process of relaxation of the magnetization is characterized by the longest relaxation time, integral relaxation time, and, in the frequency domain, by the longitudinal and transverse components of the magnetic susceptibility tensor. The numerical solutions allows us to evaluate these characteristics for typical values of the dissipation constant α, temperature T, anisotropy constants with and without a uniform external magnetic field H0. By using the approach of Kramers-Brown-Coffey, analytical equations for the magnetization relaxation times and for the longitudinal and transversals components of the magnetic susceptibility have been deduced. These analytical equations are in complete agreement with the results of our numerical calculations. They have simple analytical forms and allow one to quantify the dependence of the relaxation times and the magnetic susceptibility on the temperature T, angular frequency , strength of the external field H, and dissipation constant α. Moreover they can be used to estimate the relaxation times and the magnetic susceptibility in wide ranges of variation of T,, H, and α. The results obtained may be considered as a complete solution of the problem of relaxation of the magnetization in nano particles with triaxial anisotropy
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Deb, Marwan. "Spectroscopie magnéto-optique de grenat magnétique de bismuth fer : études statique et dynamique." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2013. http://www.theses.fr/2013VERS0065.
Анотація:
Cette thèse a pour objectif d’étudier d’une manière approfondie les propriétés magnétiques, magnéto-optiques (MO) et électroniques du grenat de bismuth fer (Bi3Fe5O12, BIG). BIG est un nouveau matériau magnétique transparent connu pour ces propriétés MO exceptionnelles. Une partie de ce travail présente l’étude spectroscopique des propriétés MO statiques de BIG effectuée sur une large gamme d’épaisseur (5nm-220nm) d’énergie photonique (1. 7eV- 4. 2eV) et de température (5K-740K). Cette étude a permis de comprendre plusieurs propriétés intrinsèques de ce matériau complexe telles que ses cycles d’hystérésis anormaux et sa structure de bande électronique. La deuxième partie porte sur l’étude de la dynamique de l’aimantation. Nous avons montré que l’excitation de BIG par une impulsion laser femtoseconde de polarisation linéaire ou circulaire initie une précession cohérente de l’aimantationThe objective of this thesis is the extensive study of the magnetic, magneto-optical (MO) and electronic properties of the bismuth iron garnet (Bi3Fe5O12, BIG). BIG is a novel transparent magnetic material with exceptional MO properties. The first part of the thesis presents the studies of the static MO properties of BIG performed over a wide range of thickness (5nm-220nm) of photon energy (5nm-220nm) and of temperature (5K-740K). The obtained results have allowed understanding several intrinsic properties of this complex material such as its abnormal hysteresis loops and its electronic band structure. In the second part of the thesis, the optically induced magnetization dynamics has been studied. We have demonstrated that the excitation of BIG with linearly or circularly polarized femtosecond laser pulse triggers a coherent precession of the magnetization
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Fessant, Alain. "Etude de la dynamique d'aimantation dans les couches minces magnétiques amorphes." Brest, 1991. http://www.theses.fr/1991BRES2028.
Анотація:
Ce travail est consacre a l'etude des mecanismes d'aimantation dans les couches minces amorphes douces a base de cobalt, com#1m#2, avec m#1#,#2=zr, nb, re,. . . En basse frequence, d'une part et en haute frequence, d'autre part. En basse frequence, les cycles d'hysteresis ont ete traces sur des couches de forme toroidale, sous champ d'excitation faible, cycle de rayleigh, et sous champ d'excitation fort. L'effet de champs continus orientes selon le champ d'excitation, puis perpendiculaires a celui-ci est etudie. La permeabilite a ete mesuree pour differentes orientations du champ d'excitation par rapport a l'axe de facile aimantation. Ces resultats ont fait apparaitre une predominance des mouvements de parois de bloch dans les mecanismes d'aimantation, tant que le champ d'excitation n'est pas oriente dans la direction perpendiculaire a l'axe de facile aimantation. En haute frequence, une methode nouvelle de mesure, automatisee, large bande de la permeabilite entre 1 mhz et 3 ghz utilisant une ligne triplaque est decrite. Grace a ce dispositif, le caractere anisotrope de l'aimantation de telles couches est pris en compte dans la mesure de la permeabilite. Dans cette gamme de frequence, une valeur substantielle de la permeabilite est obtenue uniquement lorsque le champ d'excitation est oriente dans une direction perpendiculaire a l'axe de facile aimantation, mettant en evidence la predominance des rotations de spins. La frequence de coupure de la permeabilite en fonction de l'epaisseur est analysee a partir des mecanismes de courants de foucault
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Venuat, Julien. "Etude statique et dynamique du renversement d'aimantation de petits objets d'anisotropie perpendiculaire." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2006. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2006/VENUAT_Julien_2006.pdf.
Анотація:
Ce travail porte sur l’étude du renversement d’aimantation de plots submicroniques à anisotropie perpendiculaire. La 1ère partie décrit la réalisation des réseaux de plots (entre 200nm et 1μm) par lithographie électronique et gravure ionique sèche à partir de films continus d’alliage CoPt3 et de multicouches (CoxPt10Å)nx. Le dispositif est complété par une microbobine lithographiée qui délivre un champ magnétique de 1. 5T. L’étude des propriétés magnétiques, décrite dans la 2nde partie, montre que les films d’alliage et les multicouches avec eCo<0. 7nm sont d’anisotropie perpendiculaire au plan. Par effet Kerr magnéto-optique, on voit que la coercivité des plots croît lorsque leur taille diminue. Cette tendance s’explique par le mode de renversement dominé par la propagation des parois de domaines qui est limitée par la taille des plots. L’étude par MFM du renversement de l’aimantation des plots sous l’effet d’impulsions de quelques ns a permis d’observer les 1ers stade de ce mécanismeThis work deals with the study of the magnetization reversal of submicrometric dots with perpendicular anisotropy. The 1st part describes the fabrication of the dots (characteristic size between 200nm and 1μm) by e-beam lithography and ionic beam etching from continuous CoPt3 films and (CoxPt10Å)nx multilayers. Moreover, a magnetic field up to 1. 5T is applied via a micro-coil that is lithographied directly on the dots network. The study of the magnetic properties, described in the 2nd part of this manuscript, shows that the alloy films and the multilayers with tCo<0. 7nm present a perpendicular anisotropy. Magneto-optic experiments with Kerr effect prove that the coercivity of the dots increases when their size decreases. This tendency can be explained by the reversal mode that is dominated by the propagation of the domains walls, which is limited by the size of the dots. Finally, the 1st steps of the magnetization reversal of the dots under magnetic impulsions of few ns was observed by MFM experiments
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Venuat, Julien Kappler Jean-Paul. "Etude statique et dynamique du renversement d'aimantation de petits objets d'anisotropie perpendiculaire." Strasbourg : Université Louis Pasteur, 2007. http://eprints-scd-ulp.u-strasbg.fr:8080/782/01/Venuat2006.pdf.
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Franco, Galeano Andres Felipe. "Effets de couplage sur la dynamique de couches magnétiques." Perpignan, 2012. http://www.theses.fr/2012PERP1106.
Анотація:
En raison d'applications potentielles dans l'industrie du stockage magnétique et du développement rapide de l'électronique de spin, la communauté scientifique a trouvé au cours des dernières décades un intérêt sans cesse croissant à la physique des nanocouches magnétiques empilés. L'une des principales questions dans ce domaine concerne l'origine du couplage à l'interface entre les couches actives qui joue un rôle déterminant dans leur dynamique puisqu'il permet de maitriser le retounement d'une couche par une action contrôlée sur l'autre couche. Dans ce travail de thèse, nous avons étudié les mécanismes de retournement d'un système bi-couche en fonction du couplage inter-couche et avons obtenu son profil de l'aimantation. Notre travail aura un contribution non négligeable sur l'optimisation des paramètres physiques des multi-couches magnétiques en vue de leurs applications pratiques telles que les mémoires magnétiques à accès aléatoire (MRAM)Due to its potential applications in the industry of magnetic recording media and the rapidly developing field of spintronics, the physics of stacked magnetic nanostructures has attracted a growing interest from the scienfic community during the last decades. One of the underlying issues of the multilayered magnetic systems used concerns the origin and effect of interlayer coupling as it plays a crucial role in the optimization of the magnetization switching. Accordingly, we have devoted the large part of the present thesis work to the study of the effect of such a coupling by considering various types thereof, and the switching mechanisms and magnetization profile they entail. We believe that our work will contribute to further optimizing the physical properties of magnetic multilayers as promising candidates for efficient information storage on magnetic media such as the Magnetic Random Access Memory (MRAM)
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Raquet, Bertrand. "Dynamique d'aimantation dans une couche ultramince ferromagnétique. Application au système or/cobalt/or." Toulouse, INSA, 1996. http://www.theses.fr/1996ISAT0043.
Анотація:
Ce travail de these presente une etude theorique et experimentale de la dynamique d'aimantation et de ses processus de renversement dans une couche ultramince ferromagnetique. Nous proposons deux modelisations phenomenologiques a une echelle mesoscopique du retournement multidomaine de l'aimantation sous un champ oscillant. Notre approche se veut generale, integrant la dynamique du champ magnetique applique, les mecanismes de nucleations et de propagations de domaines magnetiques. Nous aboutissons a une expression analytique de l'aimantation decrivant un cycle d'hysteresis. La comparaison avec l'experience nous permet d'identifier et de quantifier le trainage magnetique et les processus responsables du retournement de l'aimantation. La partie experimentale est une etude de la dynamique d'aimantation dans une structure sandwich mos#2/au(40nm)/co(0. 8nm)/au(3nm) par effet kerr magneto-optique. L'application des modeles developpes definit les modes de renversement de l'aimantation selon la dynamique du champ et les conditions d'elaboration de la couche ultrafine de cobalt.
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Zagdoud, Amani. "Dynamique d’aimantation des systèmes ferromagnétiques induite par des impulsions laser femtosecondes dans le domaine spectral infrarouge." Strasbourg, 2011. https://publication-theses.unistra.fr/restreint/theses_doctorat/2011/ZAGDOUD_Amani_2011.pdf.
Анотація:
La thèse s’intéresse à l’étude de la dynamique de désaimantation et de re-aimantation de systèmes ferromagnétiques légèrement excités au dessus du niveau de Fermi. Des impulsions laser femtosecondes dans le domaine spectral infrarouge (l = [3-10 µm]) sont utilisés pour exciter des films de CoPt3, de Ni et de Co de quelques nanomètres d’épaisseur. La réponse magnéto-optique est ensuite détectée grâce à une impulsion sonde visible (l = 798 nm). Les résultats montrent que, même dans le cas particulier où les transitions intrabandes dominent, la thermalisation, la relaxation vers le réseau et ensuite vers l'environnement demeurent les mécanismes prédominants pour la dynamique des spins dans les films ferromagnétiques. La comparaison entre la dynamique de thermalisation d’un film de CoPt3 et de Ni a permis de mettre en évidence l’importance de la structure de bande pour interpréter la dynamique de thermalisation des spins dans les métaux de transition. Pour des configurations expérimentales particulières, nous avons montré qu’il est possible d'induire un mouvement de précession amorti de l'aimantation autour du champ magnétique effectif. Le comportement de l’aimantation à ces échelles de temps a montré un bon accord avec le modèle théorique de Landau-Lifschitz Gilbert. La dynamique d’aimantation induite à 6. 5 µm dans un film de nickel a mis en évidence un comportement oscillatoire de période caractéristique égale à 2 ps. Ces oscillations sont indépendantes de l’angle du champ magnétique externe, de la densité d’excitation ainsi que de l’épaisseur du film. Nous avons attribué ce comportement à l’excitation d’un mode à 2-magnons dans le NiO par une onde acoustique générée dans le nickelThe aim of the study is to show how the ultrafast demagnetization and the subsequent rapid re-magnetization occur when exciting a ferromagnetic material with low energy infrared pulses. Towards that goal, we have used mid-infrared femtosecond laser pulses (l = [3-10 µm]) to excite CoPt3, Ni and Co ferromagnetic thin films. The magneto-optical response is then probed in the visible (l = 798 nm). Our results show that even though only intraband transitions occur, the demagnetization process and its subsequent relaxation to the lattice and to the environnement are still the dominant processes involved in the magnetization dynamics. We also show that the material band structure is important to interpret the thermalization synamics of the spins that occur before the heating of the lattice. For specific experimental configurations, we show that it is possible to induce a motion of precession of the magnetization around the effectif magnetic field and observe it while it is damped. Such approach gives an accurate description of the precession dynamics that can be modelled with Landau-Lifschitz Gilbert equations. The magnetization dynamics induced at 6. 5 µm in nickel shows an oscillatory behaviour with a period of 2 ps. Those oscillations are indpendents from the external magnetic filed angle, the pump intensity and the film thickness. We attribute this result to the excitation of a two-magnons mode on the NiO by an acoustic mode generated in nickel
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Spenato, David. "Dynamique de l'aimantation et distribution de l'anisotropie magnétique dans les couches minces ferromagnétiques douces amorphes : modélisation et étude expérimentale." Brest, 1994. http://www.theses.fr/1994BRES2025.
Анотація:
Ce travail traite de la dynamique des mecanismes d'aimantation en relation avec la distribution de l'anisotropie dans les couches minces ferromagnetiques douces amorphes a base de cobalt. Nous montrons que le probleme du comportement en frequence de la permeabilite complexe due a la rotation de spin peut etre approche par la theorie de landau-lifshitz qui donne l'equation du mouvement du vecteur aimantation soumis a un champ excitateur. Nous presentons, en utilisant cette theorie, un calcul analytique du tenseur de permeabilite complexe d'une couche mince ferromagnetique a anisotropie uniaxiale planaire soumise a un champ excitateur de direction quelconque. Ce modele tient compte de parametres intrinseques. Ce calcul nous a permis: de simuler l'influence de ces parametres sur les spectres en frequence de la permeabilite complexe. De comparer les spectres theoriques de la permeabilite complexe avec des spectres experimentaux. De cette etude, il resulte que, dans certains cas, des ecarts existent entre les resultats experimentaux et les resultats issus du modele theorique. Nous avons emis l'hypothese que, dans ces cas, l'anisotropie des couches minces n'est pas parfaitement uniaxiale, mais qu'il pourrait exister une certaine dispersion de l'anisotropie, celle-ci pouvant etre a l'origine de ces ecarts. Si tel est le cas, les deux mecanismes d'aimantation, rotation de spin et deplacement de paroi, peuvent coexister quelle que soit l'orientation du champ d'excitation. Nous mettons en evidence ce resultat et nous montrons que l'on peut obtenir experimentalement la contribution de chaque mecanisme a la permeabilite quelle que soit la distribution de l'anisotropie dans les couches. Nous avons evalue la distribution de l'anisotropie et montre qu'elle etait due, dans les couches uniaxiales faiblement dispersees, a la presence de rides magnetiques. Ce resultat a ete conforte par le bon accord entre les resultats experimentaux de mesure de la permeabilite transverse et la theorie de hoffmann
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El, Mrabti Halim. "Dynamique de l’aimantation des nanoparticules magnétiques en présence d’un champ magnétique alternatif." Perpignan, 2012. http://www.theses.fr/2012PERP1082.
Анотація:
Dans ce travail de thèse nous nous sommes intéressés à la dynamique de l’aimantation des nanoparticules magnétiques monodomaines en présence d’un champ magnétique alternatif (ac) d’amplitude et d’orientation arbitraire, en tenant compte de l’effet de l’agitation thermique, dans le contexte du modèle de Brown de rotation cohérente de l’aimantation. En particulier, nous nous sommes intéressés aux effets non-linéaires dus aux excitations d’un champ ac fort, dans la dynamique de l’aimantation des nanoparticules individuelles et les assemblées de nanoparticules sans interactions, dans une gamme de fréquence large (jusqu’à 10 GHz). Notre étude porte sur les nanoparticules avec une anisotropie uniaxiale et biaxiale. Nous avons calculé les grandeurs physiques pertinentes pour modéliser cette dynamique, telles que la susceptibilité dynamique non-linéaire, le temps de retournement de l’aimantation, et le cycle d’hystérésis dynamique (DMH). Les résultats obtenus montrent une forte dépendance de la réponse non-linéaire et de la DMH vis-à-vis de l’anisotropie, de la constante de biaxialité, de la température, ainsi que de l’amplitude et de l’orientation des champs dc et ac. De plus, contrairement aux particules uniaxiales, la réponse stationnaire non-linéaire et la DMH dépendent fortement de la direction azimutale du champ ac, et pas seulement de l’angle polaire entre l’axe facile et le champ externe. Ce travail de thèse apparait comme une nouvelle approche théorique des études de la dynamique de l’aimantation des nanoparticules magnétiques, sous l’action d’un champ ac fort, ouvrant la voie vers la solution d’autres problèmes non-linéairesIn the present work, the dynamics of the magnetization of single domain magnetic nanoparticles assisted by an external alternative current (ac) magnetic field of arbitrary strength and orientation, in presence of the thermal agitation, is treated in the context of the Brown’s model of coherent rotation of the magnetization. Our main objective was to treat nonlinear effects due to strong ac magnetic excitations in the dynamics of the magnetization of an individual nanoparticle and an assembly of non-interacting nanoparticles across a wide frequency range (up to 10 GHz). Our study has been focused on the nanoparticles both with a uniaxial and biaxial anisotropy. We have calculated the relevant physical quantities such as nonlinear dynamical susceptibility, magnetization reversal time, and dynamic magnetic hysteresis (DMH). The results show a strong dependence of nonlinear response and the DMH on the anisotropy constant, biaxiality constant, temperature, amplitudes and orientations of the dc and ac fields. Furthermore, in contrast to uniaxial particles, the nonlinear ac stationary response and DMH strongly depend on the azimuthal direction of the ac field and not only the polar angle between the easy axis and the external field vector. In the present work, we have developed a theoretical approach to treat the dynamics of the magnetization of the magnetic nanoparticles subjected to a strong ac field, opening a new way to the solution of other nonlinear problems
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Moritz, Jérôme. "Enregistrement ultra-haute densité sur réseau de plots magnétiques nanométriques à aimantation perpendiculaire au plan." Grenoble 1, 2003. http://www.theses.fr/2003GRE10226.
Анотація:
Des réseaux de plots magnétiques de dimensions latérales proches de la centaine de nanomètres ont été réalisés en deux temps : structuration du silicium par des techniques de lithogravures électroniques d’abord, puis dépôt d’une multicouche de Co/Pt par pulvérisation cathodique sur les structures ainsi préformées. Des tests d’écriture et lecture menés grâce à un banc quasi-statique équipé de têtes commerciales, ont permis de montrer la faisabilité de l’enregistrement sur ces nouveaux types de supports. Les rapports signaux sur bruits en fonction de la longueur de bit écrite étant constants, ces média gravés semblent être une bonne alternative aux média continus, dans le cadre des augmentations de densité de stockage sur disque dur. De plus, des mesures dynamiques ont montré que l’adressage des bits dans des temps sub-nanosecondes reste possible et que la technologie des média gravés n’affecte pas les temps de transfert de données au niveau de l’écriture. Des études plus fondamentales ont enfin permis d’élaborer une loi d’activation typique aux systèmes à aimantation perpendiculaire, calquée sur le modèle dit de gouttelette : cette dernière implique de nouveaux critères de stabilité au niveau des temps de stockage de l’information magnétiqueArrays of out-of-plane magnetized nano-dots have been realized in two different steps : nano-structuration of a Silicon substrate by e-beam lithography first, deposition of Co/Pt multilayers by magnetron sputtering second. Writing and reading tests achieved by using a quasi-static tester, on which commercial heads have been mounted, have shown the writability on these pre-patterned media, as well as the good, competitive and constant signal to noise ratio obtained for any bit length. High frequencies measurements have been carried out either and it can be concluded the data rates reach the GHz mark for this new storage technology. On a fundamental point of view, the thermal activation processes in out-plane-magnetized thin layers and their effects on the magnetization reversal and dynamics have been studied. It was been shown the activation law follows an inverse field dependence (droplet model), which leads to other stability criteria for the information retention
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Rassam, Mhamed. "Dynamique du retournement de l'aimantation de nanoparticules magnétiques dans l'approche multi-spins." Perpignan, 2012. http://www.theses.fr/2012PERP1172.
Анотація:
Dans ce travail, nous étudions l'effet d'un champ magnétique dépendant du temps sur le retournement de l'aimantation d'une nanoparticule magnétique dans l'approche atomique. L'objectif principal est d'établir les conditions favorables à un retournement optimisé en termes de puissance et de champ magnétique statique. Pour y parvenir, nous procédons en deux étapes : dans la première, nous adoptons une approche macroscopique et développons une méthode générale permettant d'obtenir le champ microondes optimal (en amplitude et en fréquence) pour réaliser le retournement. Dans la deuxième étape, nous prenons en compte les effets de taille finie et de bords et étudions l'effet du désalignement des spins atomiques sur le champ de retournement. Les résultats de ce travail sont directement comparés aux mesures expérimentales sur des nanoparticules isolées de cobalt et répondent à une partie des objectifs de notre projet ANR DYSCIn this work, we investigate the effect of a time-dependent microwave field on magnetization switching of a magnetic nanoparticle in atomic approach. The main objective is to establish conditions conducive to a reversal optimized in terms of power and static magnetic field. To achieve this, we proceed by two steps: first, we adopt a macroscopic approach and develop a general method to optimize a microwave field (direction, magnitude and frequency) to achieve the magnetization’s switch. In the second step, we take into account the effects of finite size and edge and study the effect of misalignment of the atomic spins on the reversal field. The results of this work are directly compared with experimental measurements on isolated nanoparticles and meet some of the goals of our ANR DYSC project
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Hrabec, Ales. "Etude de la dynamique de l'aimantation dans des nanostructures magnétiques à aimantation perpendiculaire : effet du champ magnétique et du courant électrique." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00767418.
Анотація:
Pendant les deux dernières décennies, la manipulation des parois de domaines est devenuel'une des parties inamovibles de la spintronique. L'interaction entre les électrons deconduction polarisés en spin et les moments magnétiques localisés en termes demagnétorésistance géante en 1988 et en termes de couple de transfert de spin en 1996, a lancéune avalanche de travaux expérimentaux sur la dynamique de l'aimantation induite par uncourant polarisé. Malgré les recherches très intensives dans ce domaine, de nombreusesquestions fondamentales restent sans réponse. Par exemple, l'origine des paramètresphénoménologiques alpha et bêta, étant au coeur de la description de la dynamique del'aimantation, n'est pas entièrement comprise. Habituellement, dans les systèmes étudiésexpérimentalement les paramètres micromagnétiques sont fixés, de sorte qu'il est impossiblede vérifier leur rôle dans la dynamique de l'aimantation. Par exemple, un changement d'unparamètres tel que l'aimantation ou le moment angulaire, la largeur de paroi de domaine, etc,pourrait éclaircir la compréhension de la dynamique de parois induite par du champ ou decourant. Dans la première partie de mon travail que je vais décrire un alliage de Gd1-xCoxavec un gradient de composition (et donc d'aimantation). La composition de l'alliage estchoisi de façon que une interface magnétique compensée est présente dans nos couchesminces. Une telle couche mince sert de système modèle idéal avec un changement continu d'aimantation à une température constante. Ce système fait l'objet d'une étude sur la dynamiquede l'aimantation induite par le courant electrique, le champ magnétique et la lumière. Dans laseconde partie de l'ouvrage des tricouches Pt/Co/AlOx, un système déjà montré être adapté àla manipulation des parois de domaines rapide et reproductible, est étudiée. J'ai testéexpérimentalement et prouvé l'hypothèse reliant le rendement du couple de transfert de spin àle présence d'un champ magnétique transverse ayant pour origine l'effet Rashba auxinterfaces du cobalt.
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Shihab, Sylvain. "Excitation et détection optiques de la dynamique de l’aimantation dans le semi-conducteur ferromagnétique (Ga,Mn)(As,P)." Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066548/document.
Анотація:
Le développement des lasers impulsionnels a permis l’émergence de l’étude de la dynamique de l’aimantation dans le domaine temporel (fs-ns) par des techniques optiques. Dans les couches minces ferromagnétiques présentant une faible absorption optique les mécanismes de couplage de la lumière avec les propriétés magnétiques permettant l’excitation de la précession de l’aimantation et sa détection ne sont qu’imparfaitement connus. Pour développer leur compréhension il est nécessaire de faire varier les paramètres magnétiques. Les alliages semi-conducteurs ferromagnétiques sont pour cela des matériaux de choix du fait de leurs propriétés magnétiques aisément ajustables grâce au couplage entre les propriétés semi-conductrices et magnétiques. Les conditions pour une excitation optimale ont été précisées. L’excitation par une variation thermique transitoire des constantes d’anisotropie a été quantifiée. Le rôle de l’absorption et du déphasage optique dans la détection a été établi. L’observation de plusieurs ondes de spin a permis la détermination de la constante d’échange en fonction de la concentration en phosphore. J’ai montré que celle-ci variait peu, contrairement aux prédictions théoriquesDevelopment of impulsional laser enhanced the study of the magnetization dynamic in the temporal domain (fs-ns) with optical techniques. In thin ferromagnetic films with a weak optical absorption, excitation and optical mechanisms are not yet fully understood. To increase our understanding, variations of magnetic parameters are required. To that end, the magnetic semiconductor like (Ga,Mn)(As,P) are a good choice due to their magnetic properties easily adjustable thanks to the coupling between magnetic and semiconductor properties. In this thesis, conditions for optimal excitations were established. Supposing a thermal excitation origin, we assessed the transient change of temperature and anisotropy constant. I also established the role of the optical absorption and dephasing due to the finite magnetic layer thickness in the spin-waves detection process. The observation of several spin-waves gave me the opportunity to assess the spin-stiffness constant as a function of phosphorus. On the contrary of theoretical prediction, I showed that the spin-stiffness hardly vary with the phosphorus concentration
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Ghaddar, Abbas. "Dynamique de renversement de l’aimantation dans les nanofils ferromagnétiques." Brest, 2010. http://www.theses.fr/2010BRES2016.
Анотація:
Les nanotechnologies recouvrent un grand nombre de domaines technologiques ayant pour dénominateur commun la taille nanométriqne des structures (un nanomètre = un millième de micron). Les progrès accomplis dans la maîtrise de la matière à l’échelle du nanomètre ouvrent des perspectives nouvelles, sources d’enjeux scientifiques, techniques et économiques majeurs dans des champs d’activité variés et au croisement de plusieurs disciplines. L’étude et l’utilisation de matériaux nanostructurés de basse dimension (films 2D, fils 1D et grains 0D) connaissent actuellement un essor considérable en raison de leurs propriétés particulières par rapport aux matériaux massifs (3D). L’objectif de la thèse est de corréler les conditions d’élaboration et les propriétés structurales et magnétiques de matériaux à travers l’étude des nanofils de Nickel et de Cobalt, La première partie du travail concerne l’élaboration des nanofils par un procédé de l’électrodéposition dans les pores de membranes de polycarbonate. L’analyse des processus d’électrodéposition a conduit à la compréhension de certains mécanismes de la synthèse spécifique des nano-matériaux. La caractérisation structurale et la détermination de la composition chimique des nanofils électrodéposés sont y également présentées. La seconde partie de thèse concerne les propriétés magnétiques des nanofils. Les caractérisations magnétiques sont faites à l’aide d’une magnétométrie VSM et d’un dispositif de la résonance ferromagnétique FMR. L’étude quasi-statique de renversement de l’aimantation effectuée au cours des travaux de thèse a montré la présence de plusieurs modes de retournement de l’aimantation dans les nanofils en dépendance avec la géométrie des fils. L’étude de la dynamique de renversement de l’aimantation a confirmé les résultats relatifs à ce phénomène en statique et a mis en évidence la possibilité de contrôler le champ effectif d’anisotropie magnétique dans les réseaux des nanofils. Les études FMR (9 GHz, basse température) ont montré la présence des nouveaux effets qui influencent l’anisotropie magnétique de l’échantillon. Les résultats obtenus sont interprétés et simulés numériquement à l’aide de différents modèles théoriques (renversement uniforme de Stoner-Wohlfarth, renversement non-uniforme ou “curling”, modèle de “Preisach” et modèle de Landau-Lifshitz-Gilbert). On constate un bon accord entre théorie et expérienceNanotechnology encompasses large number of scientific and technical areas with a common length of interest, the nanometer (a thousandth of a micron). Progress in the control of matter al the nanometer scale opens new opportunities, scientific challenge, technical and economic challenges in various economy sectors and at the crossing point of several fields. The study and use of reduced dimension (2D films, 1D wires and 0D grains) nanostructured materials generates substantial progress due to their unique properties compared to bulk materials (3D). The objective of this thesis is to correlate conditions of preparation, to structural and magnetic properties of materials through the study of nanowires made of nickel and cobalt. The first part of this work involves production of nanowires in polycarbonate membrane pores. Determination of growth conditions allowed us to obtain high quality nanowires. Analysis of the electroplating process led to the understanding of growth mechanisms pertaining to nanomaterials. Structural characterization and determination of the chemical composition of electrodeposited nanowires are also presented. In the second part, we study the magnetic properties of the nanowires. Magnetic characterisation is based on VSM magnetometry and FMR. The quasi-static study of magnetization reversal reveals the presence of several modes of magnetization reversal depending on the nanowire geometry. Dynamic (frequency) studies confirm our static (zero frequency) results and allow us to control the effective anisotropy field strength in nanowire arrays. FMR measurements at low temperature unveiled the presence f novel terms in addition b tire magnetic anisotropy of the sample. Our studies are interpreted using several theoretical models such as Stoner-Wohlfarth, “Curling”, “Preisach” and “Landau-Lifshitz-Cilbert”. Good agreement is obtained between theory and experiment in our work
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Laire-Peirano, André de. "Quelques problèmes liés à la dynamique des équations de Gross-Pitaevskii et de Landau-Lifshitz." Paris 6, 2011. http://www.theses.fr/2011PA066513.
Анотація:
La motivation de cette thèse est de modéliser quelques problèmes biologiques avec des systèmes et des équations de réaction-diffusion. La thèse est divisée en trois sections: 1. Systèmes de réaction-diffusion et modélisation. Cette section contient deux chapitres concernant la modélisation de problèmes de Biologie cellulaire et moléculaire. Dans le premier on étudie un modèle de calcium dans des épines dendritiques, qui sont des structures microscopiques dans des neurones. Dans le deuxième,on analyse un modèle d'infection virale et réponse immunitaire. 2. Equations et systèmes de réaction-diffusion sur des variétés. Dans cette section on considère que la dynamique de réaction-diffusion est dans des domaines courbes. Dans le troisième chapitre on aborde l'effet de la croissance du domaine dans la stabilité des motifs (patterns). Dans le quatrième chapitre on étend la notion de fronts progressifs (travelling waves) pour des variétés Riemanniennes complètes. Motivés par un problème de Biologie du développement, dans le cinquième chapitre on étudie des fronts progressifs généralisés (au sens du chapitre 4) sur la droite réelle. Dans le sixième chapitre on attaque le même problème du chapitre précédent, mais le domaine est désormais la sphère de dimension 2. 3. Equations elliptiques et valeurs propres sur la sphère. Les résultats du chapitre 6 dépendent de l'existence des solutions stationnaires non-triviales au problème parabolique nonlinéaire. Dans le septième chapitre on étudie l'existence des solutions non-triviales au problème elliptique sur la sphère de dimension 1, ainsi que des solutions axis-symétriques non-triviales sur la sphère de dimension n.
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Piquerel, Raoul. "Retournement de l'aimantation assisté par un champ micro-onde d'une nanoparticule individuelle." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00767410.
Анотація:
Un magnétomètre microSQUID basse température couplé à une antenne micro-onde a été utilisé pour sonder la dynamique du retournement assisté de l'aimantation d'une nanoparticule ferromagnétique. Grâce au développement d'une technique de mesure originale, basée notamment sur le contrôle de l'amplitude et de la phase du champ micro-onde, nous avons pu mettre en évidence les bassins d'attraction liés aux modes de précession présents dans la dynamique de l'aimantation. Il devient possible de contrôler le retournement de l'aimantation selon que l'amplitude et la phase du champ AC sont judicieusement choisis dans l'un ou l'autre des bassins d'attraction. Nous avons pu mettre en évidence un fait contre-intuitif où le retournement est bloqué par une phase "mal" choisie alors que l'amplitude est largement suffisante pour retourner le système avec une autre phase. De plus, nous avons pu utiliser la sensibilité des bassins d'attraction aux paramètres gouvernant la dynamique de l'aimantation pour déterminer expérimentalement une valeur de la constante d'amortissement de Gilbert α. C'est d'ailleurs la première mesure de la constante d'amortissement sur une nanoparticule unique.
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Chaves, Dayane de Souza. "Dynamique de parois chirales dans les multicouches magnétiques avec anisotropie perpendiculaire." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAY019/document.
Анотація:
L'objectif de cette thèse a été d'étudier la dynamique de parois de domaines dans des couches minces magnétiques ayant anisotropie perpendiculaire, dans un empilement non-centrosymétrique. Dans ce type de système la compétition entre l'interaction d'échange de Heisenberg et un terme d'échange antisymétrique appelé interaction Dzyaloshinskii-Moriya interfaciale, favorise des textures magnétiques non colinéaires avec une chiralité définie, comme les parois de Néel chirales et les skyrmions. Dans ce travail nous nous sommes intéressés à la dynamique induite par un champ magnétique ou un courant électrique de parois Néel chirales dans une tricouches constituée d'une fine couche de cobalt déposée sur du platine, et recouverte par un oxyde.Nous avons démontré que la structure statique et la dynamique des parois est fortement impactée par la présence de la DMI. La DMI favorise une structure Néel avec une chiralité bien définie (plutôt que la structure de Bloch trouvé en général dans des systèmes symétriques). En comparant des parois dans Pt/Co/Pt (DMI=0) et Pt/Co/AlOx (DMI forte) nous avons montré que en la présence de DMI les parois de domaines peuvent être déplacées plus efficacement avec un champ magnétique. La stabilisation de la structure interne de la paroi par la DMI déplace le régime precessionnel à de plus hauts champs magnétiques et permet d'obtenir des vitesses importantes.En opposition à ce que prédisent les modèles 1D, nous montrons que en la présence de fort DMI la vitesse de paroi sature après le champ de Walker, et que la vitesse de saturation est proportionnelle au rapport entre la force de la DMI et l'aimantation à saturation (D/Ms). L'augmentation de la vitesse de saturation dans des systèmes avec faible Ms a été démontrée en comparant la dynamique de parois dans Pt/Co/GdOx et Pt/Co/Gd. Ceci implique aussi que en connaissant Ms, la mesure de la vitesse de saturation fournit une méthode originale pour quantifier l'interaction Dzyaloshinskii-Moriya interfaciale, comme nous montrons dans ce travail. Cette méthode a été utilisée pour mesurer la DMI dans des tricouches Pt/Co/AlOx avec oxydation variable de l'interface supérieure du Co. Nous montrons que en plus de la forte DMI de l'interface Pt/Co, l'interaction Co/oxyde contribue avec une DMI du même signe, la force de laquelle dépend du dégrée d'oxydation de l'interface. Nous observons aussi que cette DMI est proportionnelle à l'anisotropie magnétique perpendiculaire, ce qui suggère que les deux effets ont une origine commune. Pour finir, nous avons montré des résultats préliminaires de dynamique de parois induite par champ et courant dans des systèmes ferrimagnétiques GdCo. Si d'une part près de la compensation les parois de domaines dans des tricouches Pt/GdCo/Ta peuvent être déplacées seulement avec des champs très forts, d'autre part le courant est très efficace et les courants de dépiégeage très faibles. Nous avons attribué cet effet à la dépendance en 1/Ms du couple de spin-orbite qui agit sur l'aimantationThe aim of this thesis has been to study domain wall dynamics in magnetic thin films with perpendicular magnetic anisotropy embedded in a non centrosymmetric stack. In this kind of system the competition between the symmetric Heisenberg exchange and an antisymmetric exchange term, called the interfacial Dzyaloshinskii-Moriya interaction (DMI), favours non collinear magnetic textures with a fixed chirality, like chiral Néel domain walls and skyrmions. In this work we have been interested in the field and current-driven dynamics of chiral Néel walls in trilayer stacks, typically consisting of a thin Co film deposited on Pt and capped with an oxide.We have shown that the statics and dynamics of a domain wall (DW) is strongly affected by the DMI. The DMI favours Néel internal structure (rather than the Bloch structure usually found in symmetric systems) with a fixed chirality. By comparing DWs in Pt/Co/Pt (no DMI) and Pt/Co/AlOx (strong DMI), we have shown that in the presence of DMI, DWs can be moved more efficiently by a magnetic field. The stabilization of the internal DW structure by the DMI allows the precessional regime to be pushed to large magnetic fields and large velocities to be reached.Opposite to what is predicted by 1D models we show that in the presence of DMI, the DW velocity saturates after the Walker field, and that the saturation velocity is proportional to the ratio of the DMI strength and the saturation magnetization (D/Ms). The enhancement of the saturation velocity in systems with reduced Ms is shown by comparing DW dynamics in Pt/Co/GdOx and Pt/Co/Gd stacks. This also means that, knowing Ms, measuring the DW saturation velocity provides an original method to quantify the interfacial Dzyaloshinskii-Moriya interaction, as we show in this work.This method has been used to measure the DMI interaction in Pt/Co/AlOx trilayers in which the top Co interface presents a varying degree of oxidation. We show that besides the strong DMI at the Pt/Co interface, the Co/oxide interface also provides a DMI contribution of the same sign, whose strength depends on the degree of oxidation of the Co/AlOx interface. We also observe that this DMI scales with the perpendicular magnetic anisotropy, which suggest a common origin for the two effects. Finally we have shown preliminary results of field- and current-driven dynamics of DWs in a ferrimagnetic system (GdCo). While close to the compensation composition domain walls in Pt/GdCo/Ta trilayers can be moved to high velocities only by very high magnetic fields, the current driven dynamics is very efficient and depinning currents low. This effect is attributed to the 1/ Ms dependence of the spin-orbit torque acting on the DW magnetization
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Houssameddine, Dimitri. "Dynamique de l'aimantation de nano-oscillateurs micro-ondes à transfert de spin." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00466637.
Анотація:
Cette thèse s'inscrit dans la thématique de l'électronique de spin et concerne plus particulièrement la dynamique radiofréquence de l'aimantation sous courant polarisé en spin. Dans les nanostructures magnétiques, le transfert de spin permet de soutenir une oscillation entretenue de l'aimantation à grande amplitude. Ces oscillations suscitent un intérêt fondamental pour l'étude de la dynamique de l'aimantation dans le régime fortement non-linéaire. Les oscillateurs à transfert de spin sont également très prometteurs d'un point de vue applicatif, du fait de leur taille nanométrique et de leur forte accordabilité en fréquence. Néanmoins, leur signal de sortie devra être amélioré et l'origine de leur pureté spectrale comprise. Dans cette optique, nous avons étudié expérimentalement la réponse dynamique de deux types d'oscillateurs complémentaires. Nous nous sommes d'abord intéressés à une structure vanne de spin basée sur une couche polarisante à aimantation perpendiculaire. Nous avons démontré la possibilité d'induire une précession de l'aimantation de forte amplitude autour de son maximum d'énergie. Le renfort de simulations micromagnétiques fut nécessaire pour décrire précisément les observations expérimentales. Dans un second temps, nous avons développé un banc de mesure temporelle ainsi qu'un protocole d'analyse original pour étudier la pureté spectrale d'oscillateurs à jonction tunnel magnétique MgO. Ces mesures nous ont permis d'observer certains des mécanismes d'instabilité limitant la cohérence du signal micro-onde de l'oscillateur, comme par exemple des fluctuations de fréquence sur l'échelle de la dizaine de nanosecondes.
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Bianchini, Laurence. "Dynamique hyperfréquence d'aimantation induite par transfert de spin." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00846804.
Анотація:
Des dispositifs magnétorésistifs sont actuellement utilisés comme têtes de lecture dans les disques durs. Le contexte de la miniaturisation des capteurs magnétiques pour accommoder l'augmentation de la densité de stockage implique une augmentation du bruit magnétique d'origine thermique. L'utilisation d'une oscillation entretenue par le courant permettrait l'augmentation combinée de la sensibilité magnétique ainsi que de sa vitesse de lecture. L'étude présentée a pour but de clarifier les divers comportements des oscillations de l'aimantation induites par le transfert de spin, dans la gamme de la dizaine de gigahertz, dans des jonctions tunnel magnétiques à barrière de MgO. Nous présentons, dans une première partie, une étude détaillée des modes d'oscillations entretenues dans les différentes couches magnétiques du système. L'identification des modes permet ainsi de " lire " des données codées par domaines magnétiques d'après la mesure de la fréquence de l'oscillateur. Dans la seconde partie de cette thèse, nous présentons des mesures temporelles d ces oscillations. Nous analysons le bruit d'amplitude et de phase d'une oscillation entretenue et nous présentons une première mesure expérimentale du coefficient de nonlinéarité de la fréquence. Les temps caractéristiques extraits sont significatifs de l'agilité du dispositif et la nonlinéarité, spécifique aux oscillateurs à transfert de spin, induit un élargissement inhomogène de la raie spectrale.
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Shihab, Sylvain. "Excitation et détection optiques de la dynamique de l’aimantation dans le semi-conducteur ferromagnétique (Ga,Mn)(As,P)." Electronic Thesis or Diss., Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066548.
Анотація:
Le développement des lasers impulsionnels a permis l’émergence de l’étude de la dynamique de l’aimantation dans le domaine temporel (fs-ns) par des techniques optiques. Dans les couches minces ferromagnétiques présentant une faible absorption optique les mécanismes de couplage de la lumière avec les propriétés magnétiques permettant l’excitation de la précession de l’aimantation et sa détection ne sont qu’imparfaitement connus. Pour développer leur compréhension il est nécessaire de faire varier les paramètres magnétiques. Les alliages semi-conducteurs ferromagnétiques sont pour cela des matériaux de choix du fait de leurs propriétés magnétiques aisément ajustables grâce au couplage entre les propriétés semi-conductrices et magnétiques. Les conditions pour une excitation optimale ont été précisées. L’excitation par une variation thermique transitoire des constantes d’anisotropie a été quantifiée. Le rôle de l’absorption et du déphasage optique dans la détection a été établi. L’observation de plusieurs ondes de spin a permis la détermination de la constante d’échange en fonction de la concentration en phosphore. J’ai montré que celle-ci variait peu, contrairement aux prédictions théoriquesDevelopment of impulsional laser enhanced the study of the magnetization dynamic in the temporal domain (fs-ns) with optical techniques. In thin ferromagnetic films with a weak optical absorption, excitation and optical mechanisms are not yet fully understood. To increase our understanding, variations of magnetic parameters are required. To that end, the magnetic semiconductor like (Ga,Mn)(As,P) are a good choice due to their magnetic properties easily adjustable thanks to the coupling between magnetic and semiconductor properties. In this thesis, conditions for optimal excitations were established. Supposing a thermal excitation origin, we assessed the transient change of temperature and anisotropy constant. I also established the role of the optical absorption and dephasing due to the finite magnetic layer thickness in the spin-waves detection process. The observation of several spin-waves gave me the opportunity to assess the spin-stiffness constant as a function of phosphorus. On the contrary of theoretical prediction, I showed that the spin-stiffness hardly vary with the phosphorus concentration
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Houssameddine, Dimitri. "Dynamique de l'aimantation de nano-oscillateurs micro-ondes à transfert de spin." Phd thesis, Grenoble 1, 2009. http://www.theses.fr/2009GRE10137.
Анотація:
Cette thèse s’inscrit dans la thématique de l’électronique de spin et concerne plus particulièrement la dynamique radiofréquence de l’aimantation sous courant polarisé en spin. Dans les nanostructures magnétiques, le transfert de spin permet de soutenir une oscillation entretenue de l’aimantation à grande amplitude. Ces oscillations suscitent un intérêt fondamental pour l’étude de la dynamique de l’aimantation dans le régime fortement non-linéaire. Les oscillateurs à transfert de spin sont également très prometteurs d’un point de vue applicatif, du fait de leur taille nanométrique et de leur forte agilité en fréquence. Néanmoins, leur signal de sortie devra être amélioré et l’origine de leur pureté spectrale comprise. Dans cette optique, nous avons étudié expérimentalement la réponse dynamique de deux types d’oscillateur complémentaires. Nous nous sommes d’abord intéressés à une structure vanne de spin basée sur une couche polarisante à aimantation perpendiculaire. Nous avons démontré la possibilité d’induire une précession de l’aimantation de forte amplitude autour de son maximum d’énergie. Le renfort de simulations micromagnétiques fut nécessaire pour décrire précisément les observations expérimentales. Dans un second temps, nous avons développé un banc de mesure temporelle ainsi qu’un protocole d’analyse original pour étudier la pureté spectrale d’oscillateurs à jonction tunnel magnétique MgO. Ces mesures nous ont permis d’observer certains des mécanismes d’instabilité limitant la cohérence du signal micro-onde de l’oscillateur, comme par exemple des fluctuations de fréquence sur l’échelle de la dizaine de nanosecondesThis thesis addresses a current topie of spinelectronics which are steady-state oscillations of the magnetization induced by spin transfer torque. Ln magneticl nanostructures, the large oscillation amplitude is of interest since it allows probing of the magnetization dynamics in the non-linear regime but also fo~ integrated microwave components. Here the small size of the devices and the relatively large frequency tuning range are promising properties for futurel telecommunications. However, before integration major issues need to be addressed such as increasing the output power and understanding the spectral purity. Therefore, we studied experimentally the dynamic behaviour of two types of spin transfer oscillators. The fll"st type focuses on a spin valve structure with a perpendicularly magnetized polarizing layer. We show that large amplitude magnetization oscillations around its energy maximum can be established as a resuh of the perpendicular polarizer. With the help of micromagnetic simulations, we were able to interpret qualitatively the experimental resuhs. The second type of structures are MgO based magnetic tunnel junction oscillators of large output power. We developed an experimental set-up to follow the magnetization dynamics in the time domain as well as a data processing protocol to analyze the spectral purity. We identified different transient processes limiting the coherence of the magnetic oscillations, in particular frequency fluctuations on tens of nanoseconds time-scale
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Gorchon, Jon. "Current and field induced magnetization reversal in Pt/Co/Pt and (Ga, Mn)(As, P) ferromagnetic films." Thesis, Paris 11, 2014. http://www.theses.fr/2014PA112143.
Анотація:
La manipulation de l’état magnétique d’un système ferromagnétique présente un grand intérêt en raison de possibles applications technologiques. Comprendre les mécanismes fondamentaux qui contrôlent l’aimantation est donc particulièrement important. La compréhension de certains mécanismes peut également avoir un impact dans d’autres domaines de la physique. C’est le cas par exemple de la dynamique de déplacement de parois de domaines sous champ magnétique dans le régime de reptation (creep) qui peut être assimilé à celui d’une interface élastique et qui présente un caractère universel. Cette thèse présente tout d’abord, à travers un travail expérimental sur des couches ultra-minces de Pt/Co/Pt, une description complète de la dynamique de déplacement de parois de domaines sous champ magnétique. Une analyse auto-cohérente permet d’extraire tous les paramètres de contrôle, des exposants universels sont confirmés et un nouveau régime dynamique (le TAFF) est identifié. Une deuxième étude porte sur le déplacement de parois sous courant électrique en géométrie étendue dans un film de (Ga,Mn)(As,P). Cette étude met en évidence des instabilités de forme des parois de domaines soumises à un gradient de courant électrique. Les limites de stabilités sont analytiquement prédites et présentent un bon accord avec les expériences. Un troisième travail porte sur le renversement de l’aimantation à l’interface entre un film de (Ga,Mn)(As,P) et une électrode non ferromagnétique. Un renversement stochastique de l’aimantation sous courant continu est mis en évidence. Son origine réside dans l’accumulation de spin à l’interface qui diminue fortement l’aimantation locale. Un modèle simplifié permet de décrire la probabilité de retournement de l’aimantation et d’extraire les temps caractéristiques associésEffectively manipulating the magnetic state of a ferromagnet has a great interest for possible technological applications. Understanding the underlying fundamental mechanisms is thus particularly important. In some cases, the understanding of some mechanisms may even importantly impact other areas of physics. This is the case for example with field induced magnetic domain walls motion in the creep regime, where the wall can be assimilated to an elastic interface and follows an universal behavior. This thesis presents through an experimental work on Pt/Co/Pt ultra-thin samples, a complete description of the temperature and field dependent domain wall dynamics. A self-consistent analysis allows the extraction of all control parameters, identifying the new Thermally Activated Flux Flow regime, and confirming universal thermal scaling exponents. A second study focuses on current induced domain wall motion in an extended geometry of a (Ga,Mn)(As,P) ferromagnetic film. This study unveils domain wall shape instabilities under a gradient of current. The instability limits are analytically predicted in agreement with the experimental observations. A third work concerns the magnetization reversal mechanism evidenced at the interface between a (Ga,Mn)(As,P) film and a non-ferromagnetic electrode under a current flow. The reversal is shown to be stochastic and mainly governed by the spin accumulation at the interface, which reduces importantly the local magnetization. A simplified model allows the description of the reversal probability and the time scales involved in the mechanism of reversal are accessed and discussed
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Camilleri, Christophe. "Etude de la dynamique de spin des porteurs et des ions Mn2+ par des expériences d'effet Kerr magnéto-optique résolu en temps de type pompe-sonde sur des puits quantiques semimagnétiques de Cd1-xMnxTe de type p et n." Montpellier 2, 2000. http://www.theses.fr/2000MON20119.
Анотація:
La comprehension et la maitrise de la dynamique des spins dans les semiconducteurs sont devenues le sujet d'une intense activite dans le cadre d'applications futures basees sur l'electronique dite de spin : les memoires a forte densite, les transistors a spin ainsi que l'ordinateur quantique. Dans ce cadre, l'etude des semiconducteurs magnetiques presente un double interet a la fois pour le developpement d'applications spintroniques mais aussi pour les etudes en physique fondamentale. En effet, l'interaction d'echange entre les porteurs et les ions magnetiques confere au materiau des proprietes magneto-optiques tres interessantes pour la polarisation des spins. Une grosse partie de ce travail a ete consacree a la mise en place et la mise au point d'une technique pompe-sonde basee sur la mesure de l'effet kerr magneto-optique resolu en temps. Cette technique offre la possibilite d'observer directement la dynamique des spins dans des heterostrucures semimagnetiques. Elle permet egalement d'acceder a un certain nombre de parametres comme les temps de relaxation des porteurs mais aussi le temps de dephasage des ions mn 2 + ainsi que le facteur de lande. Un certain nombre de resultats experimentaux ont ete obtenus sur des puits quantiques semimagnetiques cd 1 xmn xte de type p et n. Nous proposons ensuite une discussion sur les mecanismes de relaxation des porteurs mais aussi des ions mn 2 +. Les modeles existant ne permettent pas forcement d'expliquer l'ordre de grandeur que l'on trouve experimentalement. Nous nous sommes egalement interesses au facteur de lande des ions magnetiques. Nous avons dans certains cas trouve une valeur voisine de 1. 5 dont l'origine nous est encore inconnue. Enfin, une derniere partie traite de l'aimantation photoinduite resolue en temps. L'etude de la dynamique de l'aimantation photoinduite fait intervenir la polarisation dynamique qui permet de savoir si l'interaction d'echange avec les ions manganese est a l'origine de la relaxation des electrons ou des trous.
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Ciornei, Mihaela-Cristina. "Rôle de l'inertie dans la dynamique dissipative du macrospin." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00460905.
Анотація:
Cette thèse a le but d'introduire le concept de l'inertie dans la dynamique dissipative du macrospin. En suivant le travail de T. L. Gilbert dans cette direction, une masse est associée au macrospin, qui n'est pas liée au mouvement d'une masse réelle, mais à l'inertie du macrospin. Comme conséquence, une forme généralisée de l'équation dynamique du Gilbert tenant compte de l'inertie du macrospin est obtenue. A l'échelle d'une nanostructure ferromagnétique, les fluctuations sont relevantes. Le macrospin suit un mouvement Brownien dans l'espace de configuration correspondant (une sphère de rayon Ms). Pour faire une description de la dynamique du macrospin, une simple, rigoureuse et nouvelle théorie, celle de la thermodynamique mésoscopique hors équilibre est utilisée comme alternative au formalisme des processus stochastiques utilisé par W. F. Brown Jr. L'état de l'aimantation est décrit par un nombre de degrés de liberté qui influencent la dynamique du système : l'orientation m de l'aimantation décrite par les angles (θ, φ) et la vitesse u = dm/dt , ou le moment cinétique L. Une fonction de distribution f est introduite liée à la probabilité de trouver l'aimantation dans un état particulier (m, u) ou (m,L). La combination de la définition statistique de l'entropie comme une fonction de la probabilité, avec la méthodologie systèmatique de la thermodynamique hors equilibre résulte dans une théorie puissante décrivant pas seulement la dynamique moyennée du macrospin, mais aussi les fluctuations autour de la moyenne. Donc, une équation généralisée dynamique de Gilbert et une équation généralisée stochastique de Brown sont obtenues avec la théorie MNET. Un temps de relaxation est défini dépendent de l'inertie et du coefficient de dissipation du macrospin. Le comportement de l'aimantation impose deux régimes : un régime inertiel ou des temps courts t << τ , et le régime de diffusion ou des temps longs t >> τ . Un nouveau phénomène, la nutation, est prédite dans le régime inertiel, tandis que l'équation dynamique de Gilbert et l'équation stochastique de Brown sont obtenues aux temps longs. De plus, la question sur l'application de MNET dans le domaine de la spintronique est posée dans le contexte du spin transfer. Un modèle à deux fluides en rotation est présenté pour les spins s des électrons de conduction et les spins d des électrons constituant l'aimantation. Le modèle est intéressant proche de la interface normal-ferromagnet où se trouve accumulation de spin.
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Nguyen, Van Dai. "Magnétorésistance de magnon reversement de l'aimantation et dynamique de parois dans FePt et NiFe nanostructures." Thesis, Grenoble, 2012. http://www.theses.fr/2012GRENY039/document.
Анотація:
Dans la première partie de cette thèse, nous étudions le renversement de l'aimantation de nanofils d'alliage FePt à forte anisotropie magnétocristalline. Lorsque la largeur du fil devient inférieure à la taille des dendrites, nous avons montré qu'il existe une transition du processus de renversement de l'aimantation, de la croissance de dendrites vers la propagation d'une paroi magnétique unique qui renverse tout le fil. Au-delà, la diminution de la largeur du fil jusqu'à la taille caractéristique du désordre et/ou de la rugosité moyenne conduit au renforcement de la coercivité. Ceci conduit finalement dans les fils ultra-fins à un renversement consistant en un mélange de nucléation de domaines et de propagation de parois magnétiques. Dans la deuxième partie, nous rapportons l'utilisation de la magnétorésistance de Magnon (MMR), qui provient de la contribution des magnons à la résistivité, pour mesurer le renversement d'aimantation, dans des nanostructures avec aimantation perpendiculaire (FePt) ou planaire (NiFe). Nous avons montré que la MMR peut être utilisée pour détecter le retournement de l'aimantation dans les nanofils et nano-aimants, et en particulier pour détecter la position d'une paroi magnétique le long d'un nanofil fabriqués à partir d'une couche unique. Enfin, nous étudions dans une dernière partie la dynamique de dépiégeage de paroi magnétique sous champ et sous courant, dans les deux systèmes FePt et NiFe. Nous observons trois types de dépiégeage de paroi, qui dépendent de la nature des défauts ou de la géométrie de la constriction. L'analyse statistique du temps de piégeage montre que le processus de dépiégeage peut être décrit comme procédant d'un chemin simple, de chemins en série, ou de chemins alternatifs. En outre, l'effet du courant sur tous ces mécanismes de dépiégeage s'est révélé équivalent à l'effet du champ appliqué, ce qui permet de mesurer l'efficacité du transfer de spin dans ces systèmesIn the first part of this thesis, we study the magnetization reversal process of FePt nanowires with high magnetocrystalline anisotropy. When reducing the wire width below the mean dendrite width, the magnetization reversal favors a transition from the dendrite growth to the propagation of a single domain wall (DW). Further decreasing of the width towards the disorder length and/or the mean edge roughness leads to a large increase of coercivity, which finally results in a mix of DW propagation and nucleation in ultra-narrow wires. The second part focuses on the use of Magnon magnetoresistance (MMR), i.e., the magnon contribution to the resistivity, to study the magnetization reversal in nanostructures with either perpendicular (FePt) or planar magnetization (NiFe). We showed that MMR can be used in nanowires and nanomagnets, in particular to detect DW position in nanowires processed in a single layer. Finally, the dynamic of DW depinning under field and current in both FePt and NiFe systems has been studied. We observe three different modes of DW depinning, which depend on the nature of defects, or on the geometry of the constriction. Statistical analysis of the pinning time indeed shows that the depinning path can be described as simple path, serial paths or alternative paths. Additionally, the effect of DC current on all depinning mechanisms is found to be equivalent to the effect of applied field which, allow measuring the spin transfer efficiency in these systems
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Klughertz, Guillaume. "Dynamique d'aimantation ultra-rapide de nanoparticules magnétiques." Thesis, Strasbourg, 2016. http://www.theses.fr/2016STRAE004/document.
Анотація:
L’objectif de cette thèse est d’explorer analytiquement et numériquement la dynamique d’aimantation de nanoparticules magnétiques. Nous montrons qu’il est possible de contrôler efficacement le retournement d’aimantation d’une nanoparticule à l’aide d’une excitation autorésonante. Cette étude révèle que l’amortissement de Gilbert et la température altèrent l’efficacité de ce procédé, tandis que les interactions dipolaires peuvent le faciliter. Les propriétés stationnaires d’une monocouche de nanoparticules sont également étudiées en reproduisant numériquement des courbes ZFC. Nous observons ainsi qu’un désordre structurel ne modifie pas la température de blocage. Enfin, nous étudions le comportement d’un ensemble de nanoparticules en interaction dans un fluide à l’aide de simulations de dynamique moléculaire. Nous retrouvons les configurations à l’équilibre en forme de chaînes et d’anneaux, puis nous examinons les aspects dynamiques en mettant en évidence l’existence d’ondes de spinsThe goal of this thesis is to explore analytically and numerically the magnetization dynamics in magnetic nanoparticles. Firstly, we study the Néel dynamics of fixed. We show that one can efficiently control the magnetization reversal of a nanoparticle by using a chirped excitation (autoresonance). This study reveals that the Gilbert damping and the temperature alter the efficiency of the reversal, while dipolar interactions can improve it. The stationary properties of a monolayer of nanoparticles are then examined by computing ZFC curves with a Monte Carlo method. We observe that structural disorder has no effect on the blocking temperature. Finally, we investigate the behavior of an ensemble of interacting nanoparticles moving in a fluid with a molecular dynamics approach. Our numerical simulations reproduce the usual chain and ring-like equilibrium configurations. We then study the dynamics of these structures and show the existence of super-spin waves
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Balestrière, Pierrick. "Dynamique de l'aimantation assistée par un champ électrique dans des dispositifs à base de (Ga,Mn)As." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00568896.
Анотація:
Ce travail de thèse a été consacré à l'étude à la fois théorique et expérimentale de la dynamique de l'aimantation assistée par un champ électrique dans un dispositif à base de (Ga,Mn)As. Une couche de (Ga,Mn)As, dont l'anisotropie magnétique est complexe, est un matériau de choix pour la manipulation de l'aimantation par un champ électrique.J'ai présenté une stratégie de retournement précessionnel de l'aimantation qui tire partie de la réduction transitoire de l'anisotropie cubique provoquée par une courte impulsion de champ électrique. A l'aide d'un modèle macrospin, j'ai démontré notamment qu'une impulsion de champ électrique de quelques ns de durée est suffisante pour basculer l'aimantation entre deux positions d'équilibres.L'aspect expérimental est basé sur l'utilisation d'une jonction p-n tout semi-conducteur dont la région dopée p est formée par une couche mince de (Ga,Mn)As. La déplétion des porteurs de charge dans le canal semi-conducteur provoquée par l'application d'un train d'impulsions de tension de courte durée induit une forte diminution du champ d'anisotropie cubique. L'étude expérimentale du renversement de l'aimantation en champ magnétique a conduit à la mise en évidence d'un retournement de l'aimantation via la nucléation et la propagation de parois et d'une distribution large des champs de piégeage. L'inhomogénéité magnétique au sein de la couche de (Ga,Mn)As a empêché l'observation d'une résonance ferromagnétique induite par un champ électrique. Néanmoins, des mesures de retournement avec une ou plusieurs impulsions de tension de grille ont permis de proposer un processus de renversement de l'aimantation induit par un champ électrique.
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Rakii, Abdelmoula. "Films minces amorphes de CoZr et CoZrRe superdoux et d'aimantation élevée : élaboration par pulvérisation cathodique et étude magnétique statique et dynamique." Grenoble 1, 1992. http://www.theses.fr/1992GRE10083.
Анотація:
L'objectif de ce travail est de repondre a une double question: 1) peut-on et par quelles procedures technologiques, elaborer des films ferromagnetiques d'alliages de c#1#0#0##xzr#x amorphes superdoux d'aimantation et de susceptibilite elevees? 2) pourquoi, malgre la presence de nanocristaux dans ces alliages presentent-ils encore une tres faible coercivite. A cet effet, on a montre que l'optimisation des films (composition, ms, structure et microstructure, hc, magnetostriction) de co#9#5zr#5 superdoux et d'aimantation elevee ne peut etre realisee que sous des conditions tres restrictives de pulverisation avec des fenetres tres etroites pour la pression d'argon et la puissance rf. La reponse a la seconde question a ete degagee a partir d'une etude approfondie des correlations entre la coercivite, les parametres intrinseques des materiaux (structure, microstructures cristalline et magnetique rides anisotropie induite, magnetostriction) et les conditions de depot et de traitement post-depot. L'origine de l'anisotropie uniaxiale, qui doit etre recherchee aussi faible que possible pour obtenir une susceptibilite rotationnelle de spin elevee a haute frequence, est discutee a partir de differentes contributions irreductible, reductible et reversible ou irreversible induites par des defauts structuraux ou des agregats. L'origine physique et les contributions a la coercivite quasi-statique induites dans les films de cozr ont ete precisees. L'optimisation des parametres intrinseques des alliages superdoux favorise leur comportement dynamique en mettant en evidence entre autres des susceptibilites de spin elevees a des frequences superieures a 0,5 ghz
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EL, HARFAOUI MOHAMMED. "Etude de l'etat magnetique localement cante et de sa dynamique dans le ferrite de lithium-titane dilue." Paris 6, 1988. http://www.theses.fr/1988PA066650.
Анотація:
L'etude experimentale de l'etat incline (canted) et de sa dynamique dans la ferrite de lithium-titane est faite a partir des experiences moessbauer avec et sans champ applique, des mesures d'aimantation a champs faibles et eleves et des mesures de thermoremanence. Un etat ferrimagnetique perturbe est observe ainsi qu'un etat desordonne a basses temperatures. Toutes les proprietes particulieres et complexes observees resultent de l'existence d'un etat localement incline (canted) ou la composante transverse relaxe entre des directions preferentielles
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Berthelot, Christel. "Modélisation de la dynamique d'aimantation par effet de transfert de spin dans des vannes de spin de taille nanométrique." Thesis, Université de Lorraine, 2012. http://www.theses.fr/2012LORR0076/document.
Анотація:
Depuis sa prédiction, le transfert de spin est devenu un sujet de recherche important et certaines applications ont déjà été commercialisées. Cependant, ce domaine laisse encore de nombreuses questions quant aux processus physiques mis en jeu. Notre travail s'est consacré à l'étude de la dynamique d'aimantation sous l'effet de transfert de spin dans des vannes de spin avec une aimantation perpendiculaire au plan, ces dernières présentant une meilleure efficacité. Pour cela, nous avons dans un premier temps développé un programme de simulation macrospin que nous avons par la suite confronté aux résultats expérimentaux. Notre étude s'est d'abord focalisée sur les diagrammes d'état champ-courant, qui donnent une perspective globale du comportement de l'aimantation. Nous avons pu montrer que le champ extérieur ou l'anisotropie sont capables de briser la symétrie du système et ainsi expliquer la différence entre prédictions et observations. Nous avons ensuite mis en évidence des états cantés, qui sont des états où l'aimantation est figée à un angle précis. La dernière partie de cette thèse fut consacrée à la dynamique d'aimantation à différentes échelles de temps de la seconde à la centaine de picosecondes. C'est ainsi que nous avons pu constater les limites du modèle macrospin, incapable d'expliquer les résultats expérimentaux. Nous nous sommes alors tournés vers un modèle micromagnétique, et avons pu montrer qu'il permet de mieux décrire les résultats expérimentauxEver since its prediction, spin transfer has spawned a lot of interest, and some applications have already been commercialized. However the spin transfer effect is still not fully understood. This thesis focused on magnetization dynamics and spin transfer effect in spin valves with out of plane magnetization, proven to be more efficient. With this in mind, we developped a software simulating magnetization dynamics in spin valve. We then confronted the software with experimental results to check our model and its hypotheses veracity. Another part of this thesis was to study current-field state diagrams, which offer a global perspective on magnetization behavior. We managed to show the applied field and the anisotropy could produce a symmetry breaking of the system and thus explain the experimental results. We were also able to highlight canted states of the magnetization. Those are frozen states of the magnetization for certain angles. The last part describes magnetization dynamics at different time scales from a second to a hundred picoseconds. We showed the macrospin model is not appropriate for short current pulses, although we could highlight the influence of some parameters. We finally the micromagnetics model allowed for a better description of the experimental results
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Brinis, Drifa. "Dynamique d'aimantation dans les assemblées d'agrégats ferromagnétiques : effets des interactions." Thesis, Normandie, 2017. http://www.theses.fr/2017NORMR049/document.
Анотація:
Dans notre travail, nous avons utilisé la technique Monte Carlo afin de simuler l'effet des interactions dipolaires sur le retournement de l'aimantation d'une assemblée de nanoparticules ferromagnétiques. Dans notre modèle, nous avons considéré des nanoparticules à anisotropie uniaxiale, plus précisément le Cobalt. Avec la condition KV/kBT >> 1, le moment magnétique de chaque nanoparticule est figé dans ses positions d'équilibre et il ne peut pas fluctuer autour. Nous avons choisi de faire notre étude par le biais de la susceptibilité alternative car elle apporte l'avantage de pouvoir faire l'étude sur une large gamme de fréquences sans avoir à changer de technique de mesure puisque le temps de mesure est égale à l'inverse de la fréquence du champ appliqué. Nous avons étudié douze types d'assemblées chacune diffère de l'autre soit par sa forme, la distribution spatiale des nanoparticules ou la distribution des axes d'anisotropie. Et nous avons discerné l'influence de chaque paramètre sur l'effet des interactions dipolaires sur le retournement de l'aimantationIn our work, we used Monte Carlo technique to simulate the effect of dipolar interactions on the magnetization reversal of a ferromagnetic nanoparticles assembly. In our model, we considered nanoparticles with uniaxial anisotropy and specifically the Cobalt. With the condition KV/kBT >> 1, the magnetic moment of each nanoparticle is fixed in its equilibrium positions and it can not fluctuate around. We chose to our investigation the ac susceptibility because it provides the advantage of making the study with a wide frequency range without changing measurement technique, because the measurement time is equal to the inverse of the frequency of the alternating magnetic field applied. We studied twelve types of assemblies each one differs from the other by some properties : The shape of the assembly, the spatial distribution of the nanoparticles or the distribution of the anisotropy axes. And we discerned the influence of each of theses parameters on the effect of dipolar interactions on the magnetization reversal
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Domingues, de Sousa Flávia. "Study and modeling of a Fe-Cr-Co magnet based Variable Flux Memory Machine for its supply and mechanical sensorless control at high speed." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2023. http://www.theses.fr/2023LORR0105.
Анотація:
Les Machines Synchrones à Aimants Permanents (MSAPs) sont largement utilisées pour les applications d'électrification des transports. En produisant son flux magnétique à partir des aimants à base des terres rares (par exemple, Nd-Fe-B), ces machines ont été remise en question ces dernières années en raison des risques d'approvisionnement, de la variabilité des prix et des défis environnementaux liés à ces matériaux magnétiques mentionnés. À ce scénario, s'ajoutent également les limitations d'usage des MSAPs dans de grandes plages de couple-vitesse, nécessitant généralement des stratégies de défluxage, mises en œuvre en imposant une valeur de plus en plus négative à la composant direct du courant statorique à mesure que la machine accélère. Dans le cas de machines à pôles lises, en conséquence du défluxage, les pertes par effet Joule augmentent et le rendement réduit. Capables de fonctionner dans une large plage couple-vitesse, les Machines à Mémoire de Flux Variable (MMFVs) ont émergé comme une option caractérisée par une densité de flux magnétique réglable à partir des impulsions de courant de courte durée alimentant les enroulements de l'armature. Tout cela grâce à la boucle d'hystérésis fortement non linéaire qui caractérise les aimants à faible force coercitive utilisés comme source de flux. Les alliages Al-Ni-Co sont le choix de nombreuses recherches pour ces applications. Des matériaux magnétiques similaires comme le Fe-Cr-Co sont encore peu explorés, malgré leurs avantages comme sa faible teneur en Cobalt et ses propriétés mécaniques. Dans ce cadre, cette thèse propose l'étude d'une MMFV du type simple, avec une paire de pôles et sans enroulement dédié à la magnétisation. La géométrie de la machine est conçue à partir d'une MSAP, pour laquelle un rotor à base des aimants Nd-Fe-B est remplacé par un cylindre massif à base de FeCrCo36/5. Tout d'abord, nous nous concentrons sur l'étude du comportement magnétique de l'aimant lorsqu'il est inséré dans l'environnement de la machine. En raison de l'anisotropie différenciant la boucle d'hystérésis du Fe-Cr-Co dans les directions facile ou difficile d'aimantation, deux méthodologies sont proposées pour décrire le profil d'aimantation partielle via des tests expérimentaux à l'arrêt et des simulations par éléments finis. Les résultats obtenus sont comparés à la référence définie par des mesures à partir d'un équipement idéal (HysteresisGraph). Les effets dû à la géométrie et saturation du stator, et encore, à l'anisotropie de forme, justifient les différences observées. Les études qui suivent sont focalisés sur la magnétisation et le contrôle du couple en dynamique à partir de l'utilisation d'un algorithme de commande sans capteur de position au rotor. Dans ce contexte, cette recherche propose l'implémentation d'une Boucle à Verrouillage de phase du type Proportionnel Intégral pour estimer la position et la vitesse du rotor à partir de la mesure des tensions statoriques. Une attention est portée sur la compensation de l'angle de décalage nécessaire pour ajuster la position mentionnée en fonction du système d'acquisition (filtres actifs) et des caractéristiques de la méthode d'estimation utilisée. Une étude de sensibilité paramétrique identifie les inductances d'axes d et q comme des paramètres critiques pour l'estimation de l'angle de correction. Ainsi, cette thèse s'intéresse également à proposer une méthodologie pour décrire ces inductances à partir simulations par éléments finis. Les effets d'anisotropie de l'aimant et aussi la saturation statorique sont prises en compte. Une réluctance variable est identifiée dans la machine et son impact sur l'angle de correction étudiéPermanent Magnet Synchronous Machines (PMSMs) have been widely used for electrification transportation applications. Producing their magnet flux from rare-earth magnets (e.g. Nd-Fe-B magnets), these machines have had their long-term use increasingly questioned due to the risks of supply, price variability and the environmental challenges related to the extraction and recycling of these mentioned materials. To this scenario, can be also added the limitations of PMSMs for being used in large torque-speed ranges, requiring usually the implementation of flux-weakening strategies, based on supplying the machine with an increasingly negative direct stator current component as the rotor speed also increases. In case of non-salient pole machines the Joule losses can be enhanced and the efficiency consequently reduced. Capable of operating in a wide torque-speed range, the Variable Flux Memory Machines (VFMMs) have emerged as an option characterized by controllable magnetic flux density from short-time currents pulses supplying the armature windings. All this thanks to the highly non-linear hysteresis loop characterizing the low coercive force magnets used as source of flux. Al-Ni-Co alloys has been the choice of many researches for these applications. However, similar magnetic materials as Fe-Cr-Co are still little explored, besides advantageous characteristics as their lower content of Cobalt and mechanical proprieties. Within this framework, this thesis proposes the study of single-type AC-magnetized single pole pair VFMM, composed of a Fe-Cr-Co-based rotor. The machine geometry is designed from a PMSM, in which the rotor pf Nd-Fe-B is directly replaced by a solid cylinder of FeCrCo36/5. First, a focus on the study of the magnetic behavior of the magnet when inserted in the machine environment. Because of the anisotropy differentiating the hysteresis loop of the FeCrCo36/5 in the a easy or hard magnetization directions, two different methodologies are proposed for describing the partial magnetization profile via experimental tests at standstill and Finite Element Analysis simulations. The achieved results are compared with the reference obtained from an ideal measuring equipment (HysteresisGraph). The effects of a stator saturation and geometry as also the anisotropy shape are explored for justifying the differences observed. A following study focused on the magnetization under operation and the torque control is developed considering the an adapted sensorless algorithm. In this context, the present research proposes the use of a Proportional Integral Phase Locked-Loop for estimating the rotor position and speed. An attention is given to the offset angle compensation required for adjusting the mentioned position according to the acquisition system (active filters) and the characteristics of the estimation method used. A parametric sensitivity study allows the identification of the dq-axis inductances as the most critical parameters to an accurate correction angle estimation. For this reason, this research thesis is also interested in proposing a methodology to describe the d- and q-axis inductances from FEA simulations performed by considering the anisotropy effects of the magnet and also the saturation of the stator material. A variable reluctance is identified in the machine and its effect on the correction angle is studied
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Rouabhi, Mokhtar. "Mécanismes d'aimantation et dynamique des parois dans des films minces magnétiques amorphes de CoNbZr." Rouen, 1993. http://www.theses.fr/1993ROUES034.
Анотація:
Dans ce travail, nous avons mené une étude sur la dynamique des mécanismes d'aimantation dans des films minces métalliques magnétiques doux pour tenter une approche différente d'un sujet jusqu'alors réservé aux matériaux isolants massifs. Les couches minces amorphes du composé standard de CoNbZr, que nous avons élaborées par pulvérisation R. F. , sont typiques d'une anisotropie planaire uniaxiale. Nous avons obtenu nos résultats en champs faibles et en champs forts respectivement à l'aide de dispositifs de mesure originaux que nous avons conçus et réalisés : spectre haute fréquence de la perméabilité initiale (jusqu'a 500 MHz) et cycles d'hystérésis (jusqu'à 100 kHz). En champs faibles et pour une direction d'excitation parallèle à l'axe de facile aimantation, nous avons montré que les parois ne contribuent pas aux mécanismes d'aimantation réversibles et qu'elles peuvent être considérées totalement bloquées. Pour expliquer ces observations, nous avons développé une modélisation théorique dans laquelle les parois sont accrochées aux surfaces du film. Ce modèle a été confirmé par nos résultats en champs forts: outre la mise en évidence d'un champ critique de décrochage inversement proportionnel à l'épaisseur du film, nous avons montré que l'ensemble des paramètres des boucles d'hystérésis suivent les lois prévues. D'autre part, la mesure des cycles d'hystérésis à fréquence variable a mis en évidence un net effet de la fréquence dès une centaine de Hz. L'apparition progressive d'effets dissipatifs associés à des courants de Foucault n'exclut pas la contribution éventuelle de phénomènes dissipatifs dus à la relaxation des parois
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Guillemard, Charles. "Half-metal magnets Heusler compounds for spintronics." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2019. http://www.theses.fr/2019LORR0110.
Анотація:
L'amélioration des techniques de dépôts et l’évolution de la compréhension de la physique de la matière condensée a conduit à la découverte de phénomènes nouveaux en électronique de spin (spintronique). En particulier, le retournement de l’aimantation par couple de transfert de spin et couple spin-orbite, ainsi que le développement de dispositifs basés sur la propagation d’ondes de spin ont fait de l’amortissement magnétique de Gilbert un paramètre central pour les futures technologies de stockage et de traitement de l’information. Dans cette étude, la prédiction de valeurs très faibles d’amortissement dans les alliages d’Heusler demi métaux magnétiques Co2MnZ est expérimentalement observée et directement corrélée à la structure électronique sous-jacente. En effet, en substituant l’élément Z dans des couches minces monocristallines de haute qualité de Co2MnZ (Z= Al, Si, Ga, Ge, Sn, Sb) faites par épitaxie par jet moléculaire, les propriétés électroniques telles que le gap de spin minoritaire, la position du niveau de Fermi et la polarisation en spin peuvent être accordées et leurs conséquences sur la dynamique de l’aimantation sont analysées. Les résultats expérimentaux nous permettent de comprendre la relation existante entre la structure électronique mesurée et la valeur d’amortissement magnétique, ainsi que de les comparer aux calculs ab initio. Les valeurs d’amortissement entre 4.1 x10-4 et 9 x10-4 pour Co2MnSi, Co2MnGe, Co2MnSn et Co2MnSb sont les plus petites valeurs jamais reportées pour des couches conductrices et constituent une preuve expérimentale qui confirme les prédictions théoriques sur ces alliages d’Heusler demi métaux magnétiques. Ensuite, la relation entre l’amortissement magnétique de Gilbert et le temps de désaimantation ultra-rapide induit par pulse laser dans la série d’alliages quaternaires Co2MnSixAl1-x à polarisation en spin variable est étudiée. Cette partie vise à vérifier des modèles théoriques qui essaient d’unifier ces deux quantités vivant sur des échelles de temps différentes. Finalement, les propriétés structurales et magnétiques de super réseaux Mn3Ga/Co2YZ sont étudiées dans le but de combiner un amortissement de Gilbert très faible, un gap de spin minoritaire ainsi que l’aimantation perpendiculaire aux plans des couches, une caractéristique indispensable pour des dispositifs à faible consommation d’énergieImprovements in thin film elaboration methods and a deeper understanding of condensed matter physics have led to new exciting phenomena in spin electronics (spintronics). In particular, magnetization reversal by spin-orbit and spin-transfer torque as well as the development of spin waves based devices have placed the Gilbert magnetic damping coefficient as a key parameter for future data storage and information processing technologies. The prediction of ultralow magnetic damping in Co2MnZ Heusler half-metal magnets is explored in this study and the damping response is shown to be linked to the underlying electronic structure. By substitution of the Z element in high quality Co2MnZ (Z=Al, Si, Ga, Ge, Sn and Sb) epitaxial thin films grown by molecular beam epitaxy, electronic properties such as the minority-spin band gap, Fermi energy position in the band gap, and spin polarization can be tuned and the consequences for magnetization dynamics analyzed. Experimental results allow us to directly explore the interplay of spin polarization, spin gap and Fermi energy position, with the magnetic damping obtained in these films (together with predictions from ab initio calculations). The ultralow magnetic damping coefficients measured in the range from 4.1 x10-4 to 9 x10-4 for Co2MnSi, Co2MnGe, Co2MnSn and Co2MnSb are the lowest values ever reported in conductive layers and offer a clear experimental demonstration of theoretical predictions on half metal magnetic Heusler compounds. Then, the relation between the Gilbert damping and the ultrafast demagnetization time in quaternary Co2MnSixAl1-x compounds with a tunable spin polarization is analyzed. This way, it is possible to confront theoretical models unifying those two quantities that live in different timescales. Finally, structural and magnetic properties of Mn3Ga/Co2YZ Heusler superlattices are investigated in order to combine ultralow Gilbert damping coefficient, minority spin band gap and perpendicularly magnetized heterostructures, another requirement for low energy consumption devices. Through the present work, we aim to prove that Heusler compounds provide an excellent playground to study fundamental magnetism and offer a pathway for future materials design
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Ferté, Tom. "Dynamique ultrarapide de l'aimantation dans les alliages de métaux de transitions et de terres rares." Thesis, Strasbourg, 2017. http://www.theses.fr/2017STRAE018/document.
Анотація:
Mon travail décrit la dynamique de l'aimantation pico et femtoseconde mesurée grâce à la structure temporelle des rayons X. J'ai étudié la désaimantation ultrarapide des métaux de transitions (MT) et des terres rares (TR) dans différents alliages MT-TR sous forme de films minces (~ 20 nm). Mes études reposent principalement sur les techniques expérimentales sensibles à l'aimantation et résolues en temps : tr-XMCD et tr-MCDAD. Ces deux techniques expérimentales offrent par ailleurs une sélectivité chimique qui permet de mesurer séparément la désaimantation ultrarapide des MT et des TR. Elles reposent sur des montages expérimentaux pompe-sonde que j'ai utilisé dans les synchrotrons SOLEIL et BESSY IIMy PhD work describes the pico and femtosecond magnetization dynamics using the time structure of X-rays. I studied the ultrafast demagnetization of thin films (~ 20 nm) for various transitions metals (TM) - rare earths (RE) alloys. My studies have been performed by using two experimental techniques which are sensitive to the magnetization and which are time resolved: tr-XMCD and tr-MCDAD. These two experimental techniques also show chemical selectivity allowing to distinguish the TM and RE dynamics. They are both based on pump-probe experiments which were used at the SOLEIL and BESSY II synchrotrons
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Clédière, Jessy. "Simulation des processus d'aimantation dans des matériaux à anisotropie aléatoire et propriétés dynamiques d'aimantation dans des rubans nanocristallins doux." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1999. http://www.theses.fr/1999GRE10085.
Анотація:
Nous presentons une etude sur les materiaux magnetiques doux a anisotropie evanescente, et plus particulierement sur les materiaux nanocristallins. Cette etude se decompose en deux parties. La premiere partie, une approche numerique basee sur l'integration de l'equation de gilbert landau et lifshitz, permet l'etude du modele a anisotropie aleatoire a une dimension, applique aux materiaux nanocristallins. Ces simulations micromagnetiques nous permettent de comprendre les mecanismes d'aimantation mis en jeu et mettent en evidence la presence de nuds de parois qui sont lies a la topologie 1d du systeme. Dans la deuxieme partie de cette these, nous nous interessons a la dynamique des parois de bloch dans les materiaux nanocristallins doux. Nous observons experimentalement la multiplication des parois pour un champ critique. Ce champ critique permet d'approcher la valeur de l'energie surfacique des parois et donc de remonter a l'anisotropie vue par celles-ci.
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Shokeen, Vishal. "Ultrafast magnetization dynamics in ferromagnetic transition metals : a study of spins thermalization induced by femtosecond optical pulses and of coupled oscillators excited by picosecond acoustic pulses." Thesis, Strasbourg, 2016. http://www.theses.fr/2016STRAE035.
Анотація:
Dans cette thèse, nous avons étudié la dynamique d'aimantation selon deux échelles de temps en utilisant la technique pompe-sonde magnéto-optique résolue en temps. A l'échelle de la picoseconde, la précession de l'aimantation est induite par des impulsions acoustiques dans des structures multicouches composées de deux couches ferromagnétique séparées par une couche métallique (Ni/Au/Py) avec différentes épaisseurs. La synchronisation de la précession des couches ferromagnétiques couplées a été observée. La modification de la précession de l'aimantation d'une couche de Ni est due l'interaction d'échange intercouche avec la couche Py. A l'échelle de 50fs, nous avons étudié la dynamique magnéto-optique cohérente, athermale, thermale et la relaxation des charges et des spins dans (Ni, Co et Fe) par impulsions de 11 fs dans un régime de faible perturbation. L'interaction spin-orbite et l'interaction d'échange jouent un rôle significatif dans la désaimantation ultrarapideIn this thesis, we have investigated the magnetization dynamics at picosecond and femtosecond time scale using time resolved magneto-optical pump probe technique. At picosecond time scale, the magnetization precession is induced by ultrafast acoustic pulses in a three layered structure with two ferromagnetic layers separated by varying thickness of metallic spacer layer (Ni/Au/Py). The magnetization precession dynamics of the Ni layer is modified due to the interlayer exchange interaction with the Py layer and the synchronized precession of the coupied ferromagnetic layers has been observed. At the timescale of 50fs, coherent magneto-optical, non-thermal, thermal and relaxation dynamics of charges and spins in ferromagnetic transition metals (Ni, Co and Fe) is studied by using 11fs optical pulses in a very low perturbation regime. The spin orbit interaction and exchange interaction play a significant role in the demagnetization of the ferromagnetic metals induced by femtosecond pulses
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Grolier, Valérie. "Propriétés magnétiques statiques et dynamiques des couches ultra-minces co/au : étude magnéto-optique." Paris 11, 1994. http://www.theses.fr/1994PA112095.
Анотація:
Cette thèse présente une étude expérimentale, par mesure magnéto-optique, des propriétés magnétiques de films ultra-minces de cobalt en sandwich entre deux couches d'or, et de multicouches amorphes tb/fe. Pour au/co/au(111), j'ai mesuré, à 2k et aà300k, les contributions surfacique et volumique a l'anisotropie magnétique et ainsi mis en évidence à basse température une augmentation de l'épaisseur de basculement de l'axe de facile aimantation perpendiculairement au plan du film. A partir de l'observation des structures en domaines au cours du renversement de l'aimantation, j'ai attribué l'origine de la crcitivité au phénomène de propagation de parois et propose une interprétation de l'évolution du champ crcitif en fonction de l'épaisseur de la couche de cobalt et de la température. J'ai également étudié le mécanisme de re aimantation d'un état désaimanté obtenu après différentes histoires magnétiques. Pour des bicouches au/co/au/co/au(111) avec une épaisseur d'or intercalaire variable, l'allure du cycle d'hystérésis indique l'existence d'un couplage alternativement ferromagnétique et anti ferromagnétique suivant l'épaisseur de l'intercalaire d'or. Ce comportement oscillant, bien que prévu théoriquement, n'avait jamais été observé expérimentalement a travers l'or oriente (111). J'ai aussi étudié les possibilités d'écriture thermo magnétique: Difficile dans au/co/au, l'inscription thermo magnétique est accessible, pour les multicouches amorphes tb/fe, avec des puissances lumineuses moyennes et conduit à la formation de bulles dans différentes conditions de champ et de durée d'irradiation laser. J'ai interprété qualitativement l'évolution de la taille des domaines ainsi observée à partir du calcul de l'élévation de température et à la lumière de simulations effectuées pour d'autres matériaux magnéto-optiques
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Fan, Xiaofei. "Contrôle ultrarapide de l'aimantation dans des hétérostructures à base de VO₂." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2022. http://www.theses.fr/2022LORR0271.
Анотація:
(1) Nous aVO₂vons étudié la transition de phase dans le VO₂ amorphe ultrafin et son mécanisme physique : Nous avons préparé avec succès des films amorphes ultraminces (à l'échelle nanométrique) de VO₂ avec une transition de phase significative par pulvérisation magnétron et démontré la transition de phase du VO₂ amorphe - EGT. En outre, nous avons modélisé quantitativement la transition de phase du VO₂ amorphe et classé différentes épaisseurs de VO₂ en "système fort" (>5 nm) et "système fragile" (0-2 nm). Pour le système fort, les propriétés du matériau sont moins affectées par la température, et le modèle d'Arrhenius est utilisé pour décrire le transport d'électrons de la transition de phase du VO₂. Alors que pour le système fragile, les propriétés du matériau sont plus affectées par les fluctuations de température, et le modèle de Vogel-Tammann-Fulcher peut être utilisé pour l'analyse. Les résultats démontrent le mécanisme de transition de phase des matériaux amorphes et fournissent une nouvelle idée pour comprendre la transition de phase. En outre, cette méthode directe de croissance de VO₂ ultra-mince par pulvérisation magnétron est pratique et rapide, et il peut être cultivé dans le même lot avec d'autres matériaux dans l'hétérostructure, ce qui devrait promouvoir l'application de matériaux à transition de phase dans des dispositifs pratiques. (2) Nous avons exploré une méthode permettant de réguler dynamiquement le couplage d'échange entre couches par transition de phase : nous avons introduit le VO₂ dans la couche ferromagnétique/non magnétique et nous avons réussi à réaliser la transformation réversible du couplage antiferromagnétique et du couplage ferromagnétique en régulant les électrons de conduction par le MIT de VO₂. En même temps, à partir de l'analyse du changement des propriétés magnétiques, nous clarifions que le CEI induit par le VO₂ dans différents états électroniques est dominé par le RKKY et l'effet tunnel dépendant du spin. En outre, nous étudions en détail la racine physique derrière la régulation de l'IEC par le VO₂, et nous révélons le mécanisme de régulation de l'effet de spin de l'interface par la régulation des états électroniques de l'espaceur non magnétique. Cette partie du travail propose une nouvelle approche de la régulation dynamique de l'IEC, qui fournit de nouvelles idées pour l'application de l'IEC dans les dispositifs spintroniques. (3) Nous étudions la régulation dynamique du transport d'électrons chauds polarisés en spin par transition de phase : Dans une hétérostructure ferrimagnétique/non magnétique à canal de diffusion/ferromagnétique, nous introduisons du VO₂ dans le canal de diffusion pour contrôler les propriétés électriques du canal par MIT, puis nous régulons dynamiquement le transport des électrons chauds polarisés en spin générés par la désaimantation ultrarapide de GdCo. En régulant l'activation et la désactivation des électrons chauds dans le canal, nous obtenons une régulation dynamique de l'aimantation des couches ferromagnétiques adjacentes. Parallèlement, grâce aux changements de propriétés optiques introduits par le VO₂, nous avons réussi à commuter l'aimantation de matériaux ferromagnétiques sans AOS en ferrimagnétisme excité par un laser femtoseconde à impulsion unique. De plus, nous avons vérifié et analysé le mécanisme de cette modulation ultrarapide. Dans ce travail, nous utilisons le matériau de transition de phase VO₂ comme canal de diffusion avec des propriétés électriques contrôlables pour contrôler le transport des électrons chauds à travers le MIT. Les résultats montrent que les matériaux non magnétiques jouent un rôle important dans différents types d'hétérostructures(1) We have investigated the phase transition in ultrathin amorphous VO₂ and its physical mechanism: We have successfully prepared ultrathin (nano-scale) amorphous VO₂ films with significant phase transition by magnetron sputtering and demonstrated the phase transition of amorphous VO₂ - EGT. In addition, we quantitatively modeled the phase transition of amorphous VO₂ and classified different thicknesses of VO₂ into "strong system" (>5 nm) and "fragile system" (0-2 nm). For the strong system, the material properties are less affected by temperature, and the Arrhenius model is used to describe the electron transport of VO₂ phase transition. While for the fragile system, the material properties are more affected by temperature fluctuations, and the Vogel-Tammann-Fulcher model can be used for analysis. The results demonstrate the phase transition mechanism of amorphous materials and provide a new idea for understanding phase transition. In addition, this direct method of growing ultrathin VO₂ using magnetron sputtering is convenient and fast, and it can be grown in the same batch with other materials within the heterostructure, which is expected to promote the application of phase transition materials in practical devices.(2) We explored a method to dynamically regulate the interlayer exchange coupling by phase transition: we introduced the VO₂ into the ferromagnetic/nonmagneticspacer/ferromagnetic heterostructure, and successfully realized the reversible transformation of the antiferromagnetic coupling and ferromagnetic coupling through regulating conduction electrons by MIT of VO₂. At the same time, from the analysis of the change of magnetic properties, we clarify that the IEC induced by VO₂ in different electronic states is dominated by the RKKY and spin dependent tunneling. Furthermore, we fully investigate the physical root behind the regulation of IEC by the VO₂, and reveal the regulation mechanism of the interface spin effect by the regulation of electronic states of non-magnetic spacer. This part of the work proposes a novel approach to the dynamic regulation of IEC, which provides new ideas for the application of IEC in spintronic devices.(3) We study the dynamic regulation of spin-polarized hot electron transport by phase transition: In a ferrimagnetic/nonmagnetic diffusion channel/ferromagnetic heterostructure, we introduce VO₂ into the diffusion channel to control the electrical properties of the channel by MIT, and then dynamically regulate the transport of spin-polarized hot electrons generated by the ultrafast demagnetization of GdCo. By regulating the on/off of hot electrons in the channel, we achieve dynamic regulation of the magnetization of adjacent ferromagnetic layers. Meanwhile, with the optical property changes introduced by VO₂, we have successfully achieved the switching of the magnetization of ferromagnetic materials without AOS in ferrimagnetism excited by a single-pulse femtosecond laser. Furthermore, we have verified and analyzed the mechanism of this ultrafast modulation. In this work, we use the phase transition material VO₂ as a diffusion channel with controllable electrical properties to control the hot electron transport through MIT. The results show that the non-magnetic materials play an important role in various types of heterostructures
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Grassi, Matías Pablo. "Spin waves in inhomogeneous magnetization distributions." Thesis, Strasbourg, 2021. http://www.theses.fr/2021STRAE014.
Анотація:
Des distributions inhomogènes de l’aimantation existent lorsque le matériau n’est pas uniforme, ou lorsqu’une texture magnétique se forme dans un matériau homogène. Dans les deux cas, les symétries brisées modifient l’excitation et la propagation des ondes de spin et donnent lieu à des phénomènes surprenants. Dans ce contexte, nous avons étudié la propagation des ondes de spin dans une bicouche avec un contraste de l’aimantation de saturation dans la configuration Damon-Eshbach. Nous avons trouvé, à l’aide de simulations et expériences (spectroscopie d'ondes de spin propagatives et diffusion de Brouillon), que le système montre une très forte non-réciprocité en fréquence qui peut être utilisée pour réaliser une diode magnonique. Par ailleurs, nous avons étudié la dynamique des ondes de spin dans des couches minces qui présentent des domaines magnétiques en rubans faibles. Nous avons montré que ces ondes de spin peuvent être interprétées comme une extension des modes de Damon-Eshbach dans l’état saturé, qui s’adaptent à la brisure de symétrie. Nous avons également montré que les deux modes d’ondes de spin de plus basse fréquence correspondent aux modes de Goldstone et Higgs de la texture en rubans. Ces résultats ont été confirmés par des mesures de diffusion Brillouin et de résonance ferromagnétiqueInhomogeneous magnetization distributions may exist because the magnetic parameters are distributed, or because magnetic textures nucleate in homogenous materials. In both cases, the broken symmetries affect the spin-wave excitation and propagation, leading to a number of intriguing phenomena. In this context, we have studied the propagation of spin waves in a bilayer with a saturation magnetization contrast for the Damon-Eshbach configuration. We have found, by means of simulations and experiments (Propagating Spin Wave Spectroscopy and Brillouin Light Scattering), that this system shows a strong frequency non-reciprocity which can be used for the realization of a spin-wave diode. We have also studied the spin-wave dynamics in thin films which exhibit weak magnetic stripe domains. We have shown how these modes can be interpreted as an extension of the Damon-Eshbach spectrum of the saturated state, which adapts to the symmetry breaking. Furthermore, we have identified the two lowest frequency modes to the Goldstone- and Higgs- modes of the stripe texture. These results were confirmed by Brillouin Light Scattering and Ferromagnetic Resonance experiments
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Besbas, Jean. "Influence de la densité de trous sur la dynamique des charges et de l'aimantation du (Ga, Mn)As en couche." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00798208.
Анотація:
Ce travail étudie le rôle de la densité de trous à l'équilibre sur la dynamique des charges et de la norme de l'aimantation de (Ga,Mn)As pour des densités de manganèse et d'impuretés fixées indépendamment. Des expériences " pompe-sonde " mettent en relation les dynamiques de réflectivité et d'angle de rotation Kerr. Deux relaxations sont mises en évidence. La première traduit un échauffement variable du gaz de trous entre 1ps et 100ps. La seconde traduit une diffusion-recombinaison des charges entre 100ps et 1500ps et évolue en fonction du rapport entre extension spatiale d'états d'impuretés, piégeant les électrons photo générés, et vitesse de Fermi. Pour compléter l'approche, une étude numérique de l'état fondamental des échantillons par la théorie de la fonctionnelle de la densité relie aimantation, température et densité de trous. Elle interprète la dynamique de la norme de l'aimantation à partir d'un diagramme de phase statique correspondant aux données publiées pour (Ga,Mn)As, qui est fonction de la température et de la densité de trous. Cette dynamique se ramène à celle de la réflectivité. Ceci permet de préciser les contributions de la norme et de l'orientation de l'aimantation dans le signal dynamique de rotation Kerr.
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Guillemard, Charles. "Half-metal magnets Heusler compounds for spintronics." Thesis, Université de Lorraine, 2019. http://www.theses.fr/2019LORR0110.
Анотація:
L'amélioration des techniques de dépôts et l’évolution de la compréhension de la physique de la matière condensée a conduit à la découverte de phénomènes nouveaux en électronique de spin (spintronique). En particulier, le retournement de l’aimantation par couple de transfert de spin et couple spin-orbite, ainsi que le développement de dispositifs basés sur la propagation d’ondes de spin ont fait de l’amortissement magnétique de Gilbert un paramètre central pour les futures technologies de stockage et de traitement de l’information. Dans cette étude, la prédiction de valeurs très faibles d’amortissement dans les alliages d’Heusler demi métaux magnétiques Co2MnZ est expérimentalement observée et directement corrélée à la structure électronique sous-jacente. En effet, en substituant l’élément Z dans des couches minces monocristallines de haute qualité de Co2MnZ (Z= Al, Si, Ga, Ge, Sn, Sb) faites par épitaxie par jet moléculaire, les propriétés électroniques telles que le gap de spin minoritaire, la position du niveau de Fermi et la polarisation en spin peuvent être accordées et leurs conséquences sur la dynamique de l’aimantation sont analysées. Les résultats expérimentaux nous permettent de comprendre la relation existante entre la structure électronique mesurée et la valeur d’amortissement magnétique, ainsi que de les comparer aux calculs ab initio. Les valeurs d’amortissement entre 4.1 x10-4 et 9 x10-4 pour Co2MnSi, Co2MnGe, Co2MnSn et Co2MnSb sont les plus petites valeurs jamais reportées pour des couches conductrices et constituent une preuve expérimentale qui confirme les prédictions théoriques sur ces alliages d’Heusler demi métaux magnétiques. Ensuite, la relation entre l’amortissement magnétique de Gilbert et le temps de désaimantation ultra-rapide induit par pulse laser dans la série d’alliages quaternaires Co2MnSixAl1-x à polarisation en spin variable est étudiée. Cette partie vise à vérifier des modèles théoriques qui essaient d’unifier ces deux quantités vivant sur des échelles de temps différentes. Finalement, les propriétés structurales et magnétiques de super réseaux Mn3Ga/Co2YZ sont étudiées dans le but de combiner un amortissement de Gilbert très faible, un gap de spin minoritaire ainsi que l’aimantation perpendiculaire aux plans des couches, une caractéristique indispensable pour des dispositifs à faible consommation d’énergieImprovements in thin film elaboration methods and a deeper understanding of condensed matter physics have led to new exciting phenomena in spin electronics (spintronics). In particular, magnetization reversal by spin-orbit and spin-transfer torque as well as the development of spin waves based devices have placed the Gilbert magnetic damping coefficient as a key parameter for future data storage and information processing technologies. The prediction of ultralow magnetic damping in Co2MnZ Heusler half-metal magnets is explored in this study and the damping response is shown to be linked to the underlying electronic structure. By substitution of the Z element in high quality Co2MnZ (Z=Al, Si, Ga, Ge, Sn and Sb) epitaxial thin films grown by molecular beam epitaxy, electronic properties such as the minority-spin band gap, Fermi energy position in the band gap, and spin polarization can be tuned and the consequences for magnetization dynamics analyzed. Experimental results allow us to directly explore the interplay of spin polarization, spin gap and Fermi energy position, with the magnetic damping obtained in these films (together with predictions from ab initio calculations). The ultralow magnetic damping coefficients measured in the range from 4.1 x10-4 to 9 x10-4 for Co2MnSi, Co2MnGe, Co2MnSn and Co2MnSb are the lowest values ever reported in conductive layers and offer a clear experimental demonstration of theoretical predictions on half metal magnetic Heusler compounds. Then, the relation between the Gilbert damping and the ultrafast demagnetization time in quaternary Co2MnSixAl1-x compounds with a tunable spin polarization is analyzed. This way, it is possible to confront theoretical models unifying those two quantities that live in different timescales. Finally, structural and magnetic properties of Mn3Ga/Co2YZ Heusler superlattices are investigated in order to combine ultralow Gilbert damping coefficient, minority spin band gap and perpendicularly magnetized heterostructures, another requirement for low energy consumption devices. Through the present work, we aim to prove that Heusler compounds provide an excellent playground to study fundamental magnetism and offer a pathway for future materials design
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Hinschberger, Yannick. "Etude théorique des effets relativistes induits par une impulsion lumineuse ultra-rapide dans la matière." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00923154.
Анотація:
Ce travail de thèse s'intéresse aux corrections relativistes induites par une impulsion lumineuse ultra-brève et intense dans la matière condensée. Il s'inscrit dans la thématique nouvelle de la désaimantation ultra-rapide cohérente de systèmes ferromagnétiques induite par une impulsion laser femto-seconde [Nature 5, 515 (2009)] [1]. Un couplage de nature relativiste entre les spins et les photons a été proposé pour expliquer les résultats expérimentaux observés dans [1]. La première partie de ce travail étudie la limite non relativiste du formalisme de Dirac en présence d'un champ électromagnétique dépendant du temps. En utilisant la transformation de Foldy-Wouthuysen , le hamiltonien électronique de Dirac en présence d'un champ électromagnétique dépendant du temps est développé au cinquième ordre en 1/m. Les résultats obtenus ont permis de postuler une expression générale de l'interaction directe entre le spin et le champ électromagnétique sous la forme d'un développement en série entière. Un travail similaire est réalisé dans le cadre du problème relativiste à deux électrons en interaction coulombienne. La diagonalisation du hamiltonien de Breit au troisième ordre en 1/m fait apparaître une interaction singulière entre le spin, le champ coulombien et le champ électromagnétique externe dépendant du temps. Dans la deuxième partie, on propose un modèle classique pour modéliser une expérience de magnéto-optique non-linéaire réalisée sur des échantillons ferromagnétiques. Les prédictions théoriques des angles de rotation Faraday sont comparées aux résultats expérimentaux de la référence [1] et permettent d'ouvrir une discussion à propos des mécanismes physiques gouvernant les phénomènes magnéto-optiques observés. Le rôle joué par l'interaction spin-orbite entre les spins et le champ électrique du laser est discuté.
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Haidar, Mohammad. "Role of surfaces in magnetization dynamics and spin polarized transport : a spin wave study." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00869643.
Анотація:
In this thesis, the interplay between electron transport and magnetization dynamics is explored in order to access to fundamental properties of ferromag- netic metal thin films. With the aim of extracting the influence of the electron surface scattering on the spin-dependent resistivities, thickness series of permal-loy (Ni80Fe20) films were grown and studied. In addition to standard electrical and magnetic measurements, a detailed study of the propagation of spin waves along these films was performed. Resorting to the current-induced spin-wave Doppler shift technique, the degree of spin-polarization of the electrical current was extracted. This degree of spin-polarization was found to decrease when the film thickness decreases, which suggests that the film surfaces contribute to the spin dependent resistivities and tend to depolarize the electrical current.
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Pouget, Stéphanie. "Contribution à l'étude de l'influence de la dilution sur les propriétés magnétiques de composés isolants frustrés." Toulouse, INSA, 1993. http://www.theses.fr/1993ISAT0039.
Анотація:
Nous avons principalement etudie le systeme ferromagnetique heisenberg-3d frustre cdcr#2#(#1##x#)in#2#xs#4, dans la limite des faibles dilutions x. La structure des phases ferromagnetiques et verre de spin reentrante a ete exploree par diffraction de neutrons et mesures d'aimantation macroscopiques. Les resultats s'interpretent dans le cadre d'un modele inhomogene du systeme de spins. Par diffusion de neutrons aux petits angles, spectrometries trois-axes et d'echo de spin, nous avons caracterise le comportement critique statique et dynamique des composes x=0 et 0. 05. Cette etude a revele la pertinence de la dilution et ainsi un des effets de la frustration qui est de porter le systeme dans la limite des forts desordres. Nos resultats suggerent l'existence de deux comportements statiques differents du compose cdcr#1#. #9in#0#. #1s#4, de part et d'autre de t#c, concernant la dynamique, nous avons mis en evidence une evolution non monotone du temps de relaxation en fonction du moment transfere, pour des valeurs de celui-ci tres inferieures a l'inverse de la longueur de correlation, et voisines de l'inverse de la distance moyenne entre impuretes in#3#+. La derniere partie de ce travail est consacree au systeme frustre ising-3d fe#1##xmg#xbr#2. Les mesures de la dispersion des ondes de spin pour differentes directions du moment transfere nous ont permis de preciser le modele des interactions d'echange pour le compose febr#2. Nous avons etudie la transition de phase para-antiferromagnetique pour les deux valeurs de la dilution x=0 et 0. 1. Les resultats sont interpretes dans le cadre d'une theorie classique de champ moyen
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Tranchida, Julien. "Multiscale description of dynamical processes in magnetic media : from atomistic models to mesoscopic stochastic processes." Thesis, Tours, 2016. http://www.theses.fr/2016TOUR4027/document.
Анотація:
Les propriétés magnétiques détaillées des solides peuvent être vu comme le résultat de l'interaction de plusieurs sous-systèmes: celui des spins effectifs, portant l'aimantation, celui des électrons et celui du réseau crystallin. Différents processus permettent à ces sous-systèmes d'échanger de l'énergie. Parmis ceux-ci, les phénomènes de relaxation jouent un rôle prépondérants. Cependant, la complexité de ces processus en rend leur modélisation ardue. Afin de prendre en compte ces interactions de façon abordable aux calculs, l'approche de Langevin est depuis longtemps appliquée à la dynamique d'aimantation, qui peut être vue comme la réponse collective des spins. Elle consiste à modéliser les interactions entre les trois sous-systèmes par des interactions effectives entre le sous-système d'intérêt, les spins, et un bain thermique, dont seulement la densité de probabilité constituerait une quantité pertinente. Après avoir présenté cette approche, nous verrons en quoi elle permet de bâtir une dynamique atomique de spin. Une fois son implémentation détaillée, cette méthodologie sera appliquée à un exemple tiré de la littérature et basé sur le superparamagnétisme de nanoaimants de ferDetailed magnetic properties of solids can be regarded as the result of the interaction between three subsystems: the effective spins, that will be our focus in this thesis, the electrons and the crystalline lattice. These three subsystems exchange energy, in many ways, in particular, through relaxation processes. The nature of these processes remains extremely hard to understand, and even harder to simulate. A practical approach, for performing such simulations, involves adapting the description of random processes by Langevin to the collective dynamics of the spins, usually called the magnetization dynamics. It consists in describing the, complicated, interactions between the subsystems, by the effective interactions of the subsystem of interest, the spins, and a thermal bath, whose probability density is only of relevance. This approach allows us to interpret the results of atomistic spin dynamics simulations in appropriate macroscopic terms. After presenting the numerical implementation of this methodology, a typical study of a magnetic device based on superparamagnetic iron monolayers is presented, as an example. The results are compared to experimental data and allow us to validate the atomistic spin dynamics simulations
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Callahan, Michael. "Analyse de la cinétique de transformation et des instabilités de déformation dans des aciers TRIP "Moyen Manganèse" de 3ème génération." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLC065/document.
Анотація:
Cette thèse caractérise un acier Moyen Mn à 0.2C-5Mn-2.5Al qui montre un écrouissage très fort au cours de la déformation plastique dû à l’effet TRIP. Pendant TRIP, l’austénite résiduelle paramagnétique se transforme en martensite ferromagnétique sous déformation plastique, ce qui conduit à un fort écrouissage. Le taux de cet écrouissage dépend des paramètres de fabrication et surtout la température de recuit intercritique. Ces aciers ont aussi des fois le tendance de se déformer de façon hétérogène par des bandes de Lüders ou PLC.Dans cette thèse, une méthode de caractérisation de la cinétique de transformation de phase est développée sur la base des mesures de l’aimantation saturée de l’acier. La méthode magnétique est unique dans son implémentation in-situ sans aucun effet sur l’essai de traction. Une correction pour les effets de la contrainte appliquée sur l’aimantation est aussi introduite pour la première fois avec une base physique. Les résultats des mesures magnétiques ont été comparés contre des caractérisations des bandes de déformation pour montrer que la transformation de phase coïncide avec le passage des bandes de déformation. La sensibilité à la vitesse de déformation est analysée et une caractérisation de la présence et type de bande PLC est présentée en fonction de la cinétique de transformation de phaseThis thesis studies the mechanical behavior of a 0.2C-5Mn-2.5Al Medium Mn steel that exhibits a very high degree of work hardening due to transformation-induced plasticity (TRIP) during plastic deformation. During TRIP, paramagnetic retained austenite is transformed to ferromagnetic martensite with the application of plastic strain and generates a significant amount of work hardening. The rate of work hardening is seen to vary greatly depending on processing parameters—notably the intercritical annealing temperature. These steels also often deform heterogeneously through the propagation of Lüders or PLC strain bands.This research develops a method to characterize the kinetics of the TRIP effect through measurements of the samples magnetic properties. The method is novel in that it is performed in-situ with no effect on the tensile test and is able to correct for the effects of the applied stress on the magnetic properties. The results of these experiments were compared to characterizations of the strain bands to demonstrate that TRIP coincides with the passage of a Lüders or PLC band. The strain rate sensitivity of the steels is analyzed and the presence and type of PLC bands are characterized with respect to the transformation kinetics