Thèse soutenue le 06 mars 2002 pour obtenir le grade de docteur de l'Université Joseph-Fourier - Grenoble I - Spécialité : Physique

Résumé :
Cette étude présente les résultats de caractérisations structurales et morphologiques de multicouches discontinues métal-oxyde, composés d'un empilement de plans de nanoparticules métalliques noyées dans une matrice d'oxyde. L'amplitude de la magnétorésistance tunnel dans ces matériaux dépend de l'organisation du métal à plusieurs échelles. De multiples techniques ont été utilisées afin de sonder l'ordre local structural et magnétique (XAFS, Spectroscopie Mössbauer), l'ordre à moyenne distance (Réflectivité X, GISAXS, MET) et l'ordre à grande distance (Diffraction X). Les données issues de ces différentes techniques sont comparées et confrontées à celles des mesures magnétiques. Trois systèmes ont été étudiés, Fe/ZrO₂, Co/ZrO₂ et Co/SiO₂, en faisant varier l'épaisseur de la couche nominale de métal déposé eM, la température du recuit TR effectué après l'élaboration par pulvérisation cathodique et la vitesse de dépôt des couches. Les ions paramagnétiques mis en évidence en périphérie des nanoparticules ne font pas partie intégrante d'une couche d'un oxyde connu du métal déposé. Ils sont « morts » du point de vue des propriétés magnétiques et électriques. La fraction d'atomes « morts » est plus importante avec la zircone qu'avec la silice et peut être diminuée en augmentant TR, eM et/ou en diminuant la vitesse de dépôt. La valeur de eM correspondant au seuil de percolation dans le plan des couches est déplacée vers les grandes valeurs de eM en augmentant TR. Le mouillage métal-oxyde est important avec la zircone (comparée à la silice) et avec le fer (comparée au cobalt). La morphologie des couches granulaires qui en résulte, notamment la taille des p​articules, détermine le comportement superparamagnétique ou ferromagnétique des particules. Pour chaque système métal-oxyde, un diagramme schématique (TR, eM) résume les propriétés magnétiques, structurales et morphologiques observées.

Jury :
Président : M. Jean-François Legrand
Rapporteur : M. Jean Mimault
Rapporteur : M. Frédéric Petroff
Examinateur : M. Bernard Diény
Directeur de thèse : Jean-René Régnard

Mots clés :
Magnétorésistance tunnel, XAFS, GISAXS, Spectroscopie Mössbauer, Fe/ZrO₂, Co/ZrO₂, Co/SiO₂, Multicouches discontinues, Structure et Morphologie, Nanoparticules, forme et taille, distribution, Superparamagnétisme et ferromagnétisme

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