Façonner l’anisotropie magnétique du nickel par voie piézoélectrique
La conversion d’une excitation magnétique en énergie électrique présente un fort intérêt pour des applications médicales, comme la recharge d’implants à distance. Dans un précédent article, des membres de l’INSP ont montré qu’un composite Ni/LiNbO3/Ni produit un effet magnétoélectrique (ME) élevé sous excitation faible (1 Oe, 100–300 kHz), sans champ magnétique statique, grâce à une anisotropie magnétique et structurale. L’équipe a poursuivi son travail en explorant l’origine de cette anisotropie, surprenante pour des films de Ni très épais (2 µm). Les chercheurs ont étudié le couplage entre le film polycristallin et un substrat monocristallin de LiNbO3. La contrainte initiale, quasi-isotrope, est relâchée par recuit (jusqu’à 250 °C), et l’anisotropie s’intensifie selon les axes cristallins du substrat, en lien avec sa dilatation thermique anisotrope. En détachant le film, l’origine interfaciale du phénomène est démontrée. Ce résultat apporte un nouvel éclairage sur les interactions magnétostrictif-piézoélectrique dans les composites hybrides.
Référence
Seyed Alireza Mirfakhraie, Louis Christienne, Tianwen Huang, Loïc Becerra, David Hrabovsky, Hakeim Talleb, Aurélie Gensbittel, Pauline Rovillain, Yunlin Zheng, and Massimiliano Marangolo, « Inducing in-plane structural and magnetic anisotropy in a thick polycrystalline nickel film coupled to LiNbO3 substrate » J. Phys. D: Appl. Phys. 58, 165301 (2025)
Légende : Couplage entre un film magnétostrictif (Ni) et un piézoélectrique (LiNbO3). (a) Diffraction des rayons X sous incidence rasante de la réflexion Ni 311 suivant l’axe Z ou c-axis (en rouge) et l’axe X ou a-axis (en bleu) de LiNbO3 où le trait vertical en tirets indique l’angle de diffraction attendu pour le Ni massif. (b) Réflexion Ni 311 du film après un recuit à 250°C. (c) Anisotropie magnétique dans le plan du film de Ni après le recuit à 250°C : cycles d’hystérésis magnétique suivant les axes Z et X de LiNbO3, respectivement. (d) Isotropie magnétique dans le plan du film de Ni libéré du substrat où l’encart montre une partie du film de Ni détaché de LiNbO3 et posé sur un wafer de Si pour être manipulé.
