Etude magnétique et magnétoélastique des matériaux magnétiques à bases des terres rares : [HO/Dy], [Dy/Lu], Gd₀.₆₇Y₀.₃₃ et Co₈₀-xDyxB₂₀

Abstract

Nous présentons dans cette thèse l’étude des propriétés magnétiques et magnétoélastique dans trois types de matériaux magnétiques TR-TR ([HO/Dy], [Dy/Lu], TR-MT (GdY) et TR-MT-Métalloide (CoDyB). Dans les multicouches [HO/Dy] et [Dy/Lu], les couches de TR sont déposées alternativement par MBE sur un substrat de saphir. Ho et D sont magnétiques alors que Lu ne l’est pas et les trois éléments cristallisent dans la structure hexagonale compacte. Des mesures magnétiques et des tensions magnétoélatiques ont été effectuées sur ces multicouches en fonction de la température et du champ magnétique. Elles nous ont permis de définir la structure magnétique de ces multicouches. Grâce à l’utilisation du modèle, qui sépare les contributions (interfaciale, volumique et épitaxiale) à la tension magnétoélastique By,2 , nous avons expliqué le rôle que joue l’interface entre les terres rares par la nature des structures de bandes des deus éléments qui forment cette interface. L’alliage GdY est préparé par pulvérisation radio-fréquence sous forme de couche mince. Grâce aux mesures magnétiques et aux modèles théoriques, on a pu calculer les constantes d’échange, de Bloch, la distance interatomique et la température de Cuire. On montre que la contribution de l’anisotropie magnétique aléatoire est relativement faible dans cet alliage. Le couplage d’échange dans ces matériaux est dû principalement à la présence des interactions anti-ferromagnétiques. Dans l’alliage Co80-xDyxB20, fabriqué par la technique de la trempe ultra-rapide sous forme de ruban magnétique, nous avons mis en évidence la brisure de l’alimentation produite à deux champs magnétiques différents 8T et 18T pour deux concentrations différents de la terre rare x=9.6 et x=5.3 respectivement. L’étude du champ magnétique critique en fonction de la teneur en Dy montre l’existence d’une structure ferrimagnétique non colinéaire. Enfin les constantes d’anisotropie magnétique et les constantes d’échange ont été calculées en utilisant les modèles du champ musculaire moyen et de Zhao