Contribution à l'étude des propriétés structurales et magnétiques de films minces à base de fer : Multicouches Fe/Cu et alliage nitrurés γ'–(Fe₁₋xMx)₄N (M = Cu, Ni)

Abstract

L’objectif de ce travail est d’étudier les propriétés et magnétiques de films minces à base de fer à savoir les multicouches Fe/Cu et alliages nitrurés γ’–(Fe₁₋xMx)₄N (M=Cu, Ni). Les multicouches Fe/Cu ont été élaborées par pulvérisation cathodique. L’analyse structurale a révélé qu’on a une interdiffusion entre les couches de cuivre et celles de fer à l’interface et que les couches de fer sont polycristallines et s’orientent préférentiellement suivant l’axe (110). L’étude magnétique par Squid a permis d’étudier la variance de l’aimantation en fonction de la température et en fonction du champ et de déterminer la constante des ondes de spin, l’épaisseur de la couche magnétiquement morte ainsi que les constantes d’anisotropie. La spectrométrie Mössbauer de son coté a montré que ce système présente un changement structural pour une épaisseur critique de l’ordre de 20Å. Pour des épaisseurs de fer inférieures, les spectres sont larges caractéristiques d’un alliage amorphe ferromagnétiques FexCu₁₋x ajustés par une distribution de champ hyperfin. Alors que pour les épaisseurs de fer supérieur, les spectres Mössbauer font apparaître deux composantes : une composante principale représentant les atomes de fer impliqués à l’interface. La composante attribuée au fer cristallin devient prépondérante au fur et à mesure à l’interface. La composante attribuée au fer cristallin devient prépondérante au fur et à mesure que l’épaisseur de la couche de fer augmente. L’application du modèle des ondes de spin pour décrire la variation thermique de l’aimantation de nos échantillons nous a permis d’évaluer les coefficients de couplages Jb, Js et J₁pour différentes épaisseurs de la couche magnétique. Les alliages nitrurés γ’–(Fe₁₋xMx)₄N (M = Cu, Ni) ont été élaborés, par évaporation réactive. L’étude par diffractions des rayons X a montré qu’on a bien une structure type γ’ –Fe₄N, la spectrométrie Mössbauer a révélé que les atomes de Cu (Ni) occupent de préférence les sommes plutôt que les centres des faces du cube.