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Nanostructures : élaboration, effets quantiques et magnétisme – Effets de l’anisotropie magnétique sur les propriétés dynamiques des couches minces épitaxiées

Equipe

  • Membres permanents : Dominique Demaille, Jean-Eudes. Duvauchelle, Mahmoud Eddrief, Massimiliano Marangolo, Mauricio Sacchi, Franck Vidal, Yunlin Zheng

L’anisotropie magnétique se manifeste par des orientations préférentielles de l’aimantation. Son origine peut être due à la forme de l’échantillon ou au couplage des états électroniques avec le reste du cristal. De plus, une déformation statique ou dynamique de la structure cristalline peut la modifier sensiblement : il s’agit du couplage magnétoélastique. Notre recherche s’intéresse aux effets induits par l’anisotropie magnétique sur les propriétés dynamiques des couches minces épitaxiées.

L’anisotropie peut être modifiée par l’insertion d’atomes (ex. N et Ga) dans une matrice ferromagnétique (ex. Fe) ou par l’application d’une déformation (typiquement une onde ultrasonore). Les effets sur les modes de précession de l’aimantation et en particulier sur les spectres des magnons (ondes de spin) peuvent être spectaculaires et ouvrent des perspectives pour la spintronique et la magnonique.

Figure : (a) Image MFM d’une couche mince d’une alliage Fe-N epitaxiées sur GaAs(001). L’insertion de l’azote dans la matrice de fer modifie drastiquement l’anisotropie magnétique et induit la création des rubans magnétiques avec une période de l’ordre de 100 nm. (b) Vue de côté des domaines à rubans d’après les simulations par MuMax3. On peut distinguer des régions à aimantation perpendiculaire (e), des domaines de fermeture (g) et des régions à aimantation dans le plan (f, parallèles aux rubans).

 

Fait marquant

Mesurer les excitations magnétiques d’un cristal magnonique

Collaborations externes

  • CNEA Bariloche (Argentine)
  • Université de Pérouse
  • CNR de Florence (Italie)

Publications récentes

  • J.-Y. Duquesne, P. Rovillain, C. Hepburn, M. Eddrief, P. Atkinson, A. Anane, R. Ranchal, M. Marangolo, Surface-Acoustic-Wave Induced Ferromagnetic Resonance in Fe Thin Films and Magnetic Field Sensing, Phys. Rev. Applied 12, 024042 (2019).https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02271517
  • S. Fin, R. Silvani, S. Tacchi, M. Marangolo, L.-C. Garnier, M. Eddrief, C. Hepburn, F. Fortuna, A. Rettori, M. G. Pini & D. Bisero, Straight motion of half-integer topological defects in thin Fe-N magnetic films with stripe domains, Sci Rep 8, 9339 (2018).https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01819712
  • S. Camara, S. Tacchi, L-C. Garnier, M. Eddrief, F. Fortuna, G. Carlotti and M. Marangolo, Magnetization dynamics of weak stripe domains in Fe–N thin films: a multi-technique complementary approach. Journal of Physics: Condensed Matter 29, 465803 (2017).https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01632838