Elaboration par pulvérisation ionique et études physiques de films minces de Fe : Nanocristallisation et épitaxie de Fe/GaAs(100)

Abstract

Les travaux de ce mémoire se situent dans le cadre de recherches intenses pour définir des matériaux magnétiques intéressants tant sur le plan fondamental que sur le plan des applications pour répondre aux exigences technologiques futures, notamment dans le domaine de l’enregistrement magnétique à haute densité. Les transducteurs d’écriture-lecture ou têtes magnétiques, pour la plupart, utilisent des films minces ayant des propriétés magnétiques aussi douces possibles (matériaux doux et superdoux). A cet effet, les films minces de fer et de nitrure de fer sont parmi mes meilleurs candidats potentiels pour de telles applications. C’est dans cette perspective qu’une étude progressive allant des films polycristallins aux films monocristallins de Fe, élaborés par canon ionique, a été initialement envisagée. Dans une première étape, des films minces polycristallins de fer pur ont été déposés sur des substrats de verre. Une étude des corrélations, existants entre les propriétés structurales et magnétiques de ces films d’une part et leurs conditions de dépôt d’autre part, a été effectuée. En effet, les conditions de dépôt influent sur la microstructure des films qui elle-même influence leurs propriétés magnétiques. Une anisotropie uniaxiale, induite dans le plan des films déposés sous incidence oblique, apparaît. Dans une seconde partie, on procède à une étude systématique des conditions technologiques de dépôt de films minces de Fe épitaxiés sur le plan (100) des substrats de GaAs. On montre que l’obtention de films monocristallins de Fe/GaAs(100) de grandes qualités structurales et magnétiques implique des conditions très restrictives d’épitaxie. La spectrométrie de résonance ferromagnétique s’est montrée d’une grande utilité dans la détermination de leur caractère monocristallin ainsi que leur anisotropie cubique.