La fabrication d'inducteurs haute performance et basse consommation est nécessaire au développement de la téléphonie mobile. Ceci requiert le dépôt en couche mince d'un matériau magnétique doux présentant une perméabilité élevée et une fréquence de résonance au-delà de la fréquence d'utilisation. Ces propriétés peuvent être obtenues grâce à un matériau nanostructuré constitué de particules ferromagnétiques à température ambiante, monodisperses et organisées en super-réseaux. La décomposition contrôlée de précurseurs organométalliques permet la synthèse d'un matériau constitué de nanoparticules de fer/cobalt spontanément organisées en super-cristaux millimétriques correspondant au matériau cible et totalement caractérisé grâce à des études magnétiques, structurales et en microscopie électronique. Un traitement thermique suivi d'une phase d'enrobage des particules permet l'optimisation des propriétés magnétiques et électriques du matériau. Ces super-cristaux montrent des comportements intéressants et nouveaux de magnétotransport. La légitimité du matériau en tant qu'inducteur a été démontrée par une étude RF.

CE TRAVAIL DE THESE A LE BUT DE FOURNIR UNE CARACTERISATION STRUCTURALE DES SEMICONDUCTEURS III-V GaAsN ET InGaAsN, MATERIAUX DE GRANDE IMPORTANCE TECHNOLOGIQUE POUR LA REALISATION D'EMETTEURS LASERS A 1.3 MICRONS SUR SUBSTRAT GaAs, ET D'OFFRIR UNE ASSISE POUR MIEUX COMPRENDRE LES PROPRIETES OPTIQUES ET ELECTRONIQUES ANOMALES QUI ONT ETE OBSERVEES IL Y A HUIT ANS ET QUI SONT DESORMAIS EXPLOITEES DANS LA REALISATION DES COMPOSANTES OPTOELECTRONIQUES. LES TECHNIQUES PRINCIPALES QUE NOUS AVONS UTILISEES DANS CE BUT SONT L'ABSORPTION DE RAYONS X (XAS) AVEC RAYONNEMENT DE SYNCHROTRON ET LA DIFFRACTION DE RAYONS X (XRD); LA SPECTROSCOPIE DE DIFFRACTION ANOMALE (DAFS) A EU UN ROLE LIMITE, MAIS NEANMOINS SIGNIFICATIF.<br />TROIS SUJETS ONT ETE ABORDES: L'ORDRE LOCAL EN ALLIAGES InGaAsN ET LES EFFETS DU RECUIT POST-CROISSANCE SUR LA STRUCTURE LOCALE, L'ETUDE DES DISTANCES INTERATOMIQUES EN GaAsN ET, ENFIN, LES EFFETS DE L'HYDROGENATION SUR LA STRUCTURE LOCALE ET GLOBALE DE GaAsN ET InGaAsN.

Les fluorures fondus sont utilisés dans les Réacteurs à Sels Fondus tels que le réacteur non modéré, à neutrons rapides, MSFR où le sel fondu LiF-ThF4 joue le rôle du combustible et du liquide caloporteur. La formation des produits de fissions (PF) tels que les lanthanides, au cours du fonctionnement de ce réacteur, peut modifier les propriétés physicochimiques du bain fondu. Il est ainsi important de caractériser le bain fondu de point de vue structural et dynamique afin de remonter à ses propriétés. En raison des problèmes de radioactivité liés au thorium, et des conditions requises liées aux méthodes spectroscopiques utilisées, le système étudié dans ce manuscrit est le LiF-ZrF4-LaF3 (le zirconium et le lanthane étant des PF potentiels). L'approche développée dans cette thèse combine des mesures par spectroscopies RMN et EXAFS à 850 °C avec des simulations de dynamique moléculaire. Dans le bain fondu, nous avons montré la coexistence de complexes à base de zirconium et de lanthane de différentes coordinences, dont les proportions et les interactions dépendent de la composition. En fonction de la teneur en ZrF4, les espèces [ZrF7]3- majoritaires évoluent peu mais se connectent davantage via des fluors pontants. L'ajout de LaF3 au mélange stabilise la coordinence 7 autour du zirconium et tend à enrichir l'environnement du lanthane en fluors. Un ordre à moyenne portée s'établit entre les différents complexes à base de zirconium et de lanthane par l'intermédiaire des fluors pontants. La dynamique des espèces est ralentie en fonction de l'ajout de ZrF4 et LaF3. Nous avons noté un effet important sur la structure et la dynamique des espèces à partir de 10% mol. LaF3 ajouté au mélange. Les données obtenues par cette approche originale de la chimie du bain fondu dans le RSF en présence des PF, sont fondamentales pour améliorer la séparation de ces derniers et optimiser le procédé.

Les travaux présentés dans ce manuscrit sont consacrés à l'étude structurale (taille, déformation, composition) de boîtes quantiques GaN/AlN, par spectroscopie X en condition de diffraction et par diffraction et diffusion anomale des rayons X. Ces travaux sont appuyés par des analyses par diffraction des électrons rapides en réflexion (RHEED), par microscopies électronique en transmission (TEM) et à force atomique (AFM), et par diffusion des ions de moyenne énergie (MEIS).<br />La mesure des structures fines en conditions de diffraction (spectroscopie X en condition de diffraction) et de la diffraction anomale, dans une géométrie en incidence rasante indispensable pour l'étude de nanoobjets, à nécessité des développements expérimentaux spécifiques. Conjointement, un effort particulier a été porté sur la prise en compte des effets dynamiques associés à l'utilisation d'une incidence rasante, dans l'analyse quantitative des résultats. En outre, les résultats ont été confrontés à des simulations des diagrammes de diffraction, des structures fines en condition de diffraction et de la diffraction anomale, sur la base de simulations des champs de déformations dans les boîtes quantiques.<br />L'encapsulation de boîtes quantiques GaN (0001) par AlN, susceptible de modifier les propriétés structurales et donc optoélectroniques des boîtes, a été étudié, in situ pendant la croissance et ex situ, par diffraction anomale et spectroscopie X en condition de diffraction ou d'absorption, par TEM et AFM. Ces mesures ont permis de proposer un mécanisme d'encapsulation original, et de mettre en évidence l'évolution des propriétés structurales des boîtes pendant l'encapsulation. L'empilement de plans de boîtes quantiques, et les effets de corrélations verticale de la position des boîtes associés, ont par ailleurs été étudié in situ, par diffraction anomale et diffusion aux petits angles en incidence rasante. Par RHEED, une étude préliminaire structurale du mûrissement des boîtes quantiques GaN (0001) a été entreprise. Enfin, AFM, TEM et MEIS ont permis d'analyser les propriétés structurales et optoélectroniques de boîtes quantiques GaN (11-20) auto-organisées.

In the first part of this work, the influence of hydrogen on the structural and magnetic properties of Fe/V(001) superlattices was studied. The local structure of the vanadium-hydride layers was determined by extended x-ray absorption fine structure (EXAFS) measurements. The magnetic ordering in a weakly coupled Fe/V(001) superlattice was investigated using the magneto-optical Kerr effect (MOKE). The interlayer exchange coupling is weakened upon alloying with hydrogen and a phase with short-range magnetic order was observed. The second part is concerned with first-principles calculations of magnetic materials, with a focus on magnetic recording applications. The uniaxial magnetic anisotropy energy (MAE) of Fe, Co, and Ni was calculated for tetragonal and trigonal structures. Based on an analysis of the electronic states of tetragonal Fe and Co at the center of the Brillouin zone, tetragonal Fe-Co alloys were proposed as a material that combines a large uniaxial MAE with a large saturation magnetization. This was confirmed by experimental studies on (Fe,Co)/Pt superlattices. The large uniaxial MAE of L10 FePt is caused by the large spin-orbit interaction on the Pt sites in connection with a strong hybridization between Fe and Pt. Furthermore, it was shown that the uniaxial MAE can be increased by alloying the Fe sublattice with Mn. The combination of the high-moment rare-earth (RE) metals with the high-TC 3d transition metals in RE/Cr/Fe multilayers (RE = Gd, Tb, Dy) gives rise to a strong ferromagnetic effective exchange interaction between the Fe layers and the RE layer. The MAE of hcp Gd was found to have two principal contributions, namely the dipole interaction of the large localized 4f spins and the band electron magnetic anisotropy due to the spin-orbit interaction. The peculiar temperature dependence of the easy axis of magnetization was reproduced on a qualitative level.

Neste trabalho foram estudadas as propriedades magnéticas e estruturais de filmes ultrafinos de Fe, Co e Ni produzidos por eletrodeposição sobre substratos de Au(111). Os estágios iniciais de crescimento dos filmes foram estudados por técnicas de caracterização “in-situ”. Uma nova técnica de caracterização do estado magnético de filmes ultrafinos eletrodepositados (EC-AGFM) foi utilizada, mostrando-se uma poderosa ferramenta para o estudo das propriedades magnéticas dos filmes. Outras técnicas, como STM “in-situ”, PMOKE “in-situ”, EXAFS, XRD, RBS foram utilizadas. A análise dos dados revelaram resultados diferentes para os filmes de Fe e Co/Au(111), em comparação aos filmes de Ni/Au(111). Enquanto a anisotropia magnética perpendicular (PMA) foi observada para os filmes de Fe e Co/Au(111), não foi observada para os filmes de Ni/Au(111). Os resultados são interpretados em termos das contribuições para a anisotropia magnética dos filmes. No caso do níquel, a degradação de suas propriedades magnéticas são atribuídas à incorporação de hidrogênio durante a deposição. Os resultados das análises magnética e estrutural são correlacionados a fim de compreender o comportamento das propriedades observadas. Os resultados são comparados aos obtidos por técnicas em vácuo.

Neste trabalho foram estudadas as propriedades magnéticas e estruturais de filmes ultrafinos de Fe, Co e Ni produzidos por eletrodeposição sobre substratos de Au(111). Os estágios iniciais de crescimento dos filmes foram estudados por técnicas de caracterização “in-situ”. Uma nova técnica de caracterização do estado magnético de filmes ultrafinos eletrodepositados (EC-AGFM) foi utilizada, mostrando-se uma poderosa ferramenta para o estudo das propriedades magnéticas dos filmes. Outras técnicas, como STM “in-situ”, PMOKE “in-situ”, EXAFS, XRD, RBS foram utilizadas. A análise dos dados revelaram resultados diferentes para os filmes de Fe e Co/Au(111), em comparação aos filmes de Ni/Au(111). Enquanto a anisotropia magnética perpendicular (PMA) foi observada para os filmes de Fe e Co/Au(111), não foi observada para os filmes de Ni/Au(111). Os resultados são interpretados em termos das contribuições para a anisotropia magnética dos filmes. No caso do níquel, a degradação de suas propriedades magnéticas são atribuídas à incorporação de hidrogênio durante a deposição. Os resultados das análises magnética e estrutural são correlacionados a fim de compreender o comportamento das propriedades observadas. Os resultados são comparados aos obtidos por técnicas em vácuo.

Neste trabalho foram estudadas as propriedades magnéticas e estruturais de filmes ultrafinos de Fe, Co e Ni produzidos por eletrodeposição sobre substratos de Au(111). Os estágios iniciais de crescimento dos filmes foram estudados por técnicas de caracterização “in-situ”. Uma nova técnica de caracterização do estado magnético de filmes ultrafinos eletrodepositados (EC-AGFM) foi utilizada, mostrando-se uma poderosa ferramenta para o estudo das propriedades magnéticas dos filmes. Outras técnicas, como STM “in-situ”, PMOKE “in-situ”, EXAFS, XRD, RBS foram utilizadas. A análise dos dados revelaram resultados diferentes para os filmes de Fe e Co/Au(111), em comparação aos filmes de Ni/Au(111). Enquanto a anisotropia magnética perpendicular (PMA) foi observada para os filmes de Fe e Co/Au(111), não foi observada para os filmes de Ni/Au(111). Os resultados são interpretados em termos das contribuições para a anisotropia magnética dos filmes. No caso do níquel, a degradação de suas propriedades magnéticas são atribuídas à incorporação de hidrogênio durante a deposição. Os resultados das análises magnética e estrutural são correlacionados a fim de compreender o comportamento das propriedades observadas. Os resultados são comparados aos obtidos por técnicas em vácuo.

Orientador: Francisco das Chagas Marques / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-04T16:01:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 OliveiraJunior_MyrianoHenriquesde_M.pdf: 3252159 bytes, checksum: a130bcbe767628c40a0600e14112a2a4 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Neste trabalho foi preparada uma série de filmes de carbono amorfo pelo processo de IBAD (Ion Beam Assisted Deposition), onde foi utilizado um feixe iônico de Xe com energia fixa para todas as amostras em 1500eV para realizar sputtering em um alvo de grafite e, um segundo feixe de Xe + responsável pelo bombardeio do filme durante o crescimento. Para cada amostra foi utilizada uma energia de bombardeio diferente, de 0 a 400eV. Esse bombardeio, além de gerar uma compactação da matriz induzindo uma pressão na rede (stress intrínseco), faz com que uma certa quantidade de Xe seja incorporada pelo filme. Por medidas de RBS foram observadas concentrações de 3 a 4% desse gás nobre na matriz, que são as concentrações nas quais são observadas formações de aglomerados sólidos desse elemento quando implantado em metais ou semicondutores cristalinos. Por medidas de XAS realizadas com radiação com energias no intervalo que envolve a borda L3 do xenônio foi verificada a formação de tais aglomerados sólidos e, em conjunto com resultados obtidos por simulações computacionais obtivemos um entendimento melhor sobre a estrutura fina na região de XANES dessa borda de absorção. A partir da técnica de SAXS foram encontradas estruturas com dimensões características de cerca de 10 a 25nm de forma achatada. Como os filmes de a-C crescidos por essa técnica são altamente grafíticos, contendo uma concentração de cerca de 90% de ligações do tipo sp 2 essas estruturas parecem ser aglomerados grafíticos, cujas dimensões mostraram-se dependentes da energia de bombardeio utilizada na deposição / Abstract: In this work it was prepared a series of amorphous carbon thin films using the ion beam assisted deposition technique. We used a xenon ion beam in order to sputter a graphite target with a fixed energy of 1500eV for all samples set up. A second ion beam was used as an ion assisting beam during the deposition with different energy for each film but, always in the range of 0 to 400eV. As the bombardment energy is varied the film produced can have a structure more or less compact which implies in a pressure rising along the amorphous net, called intrinsic stress. Another consequence of the bombardment is the xenon incorporation. By RBS measurements it was observed a concentration of about 3 to 4% of this noble gas inside the films, which belong to the same range where is observed a condensation of this element in solid clusters when implanted in crystalline metals or semiconductors. From XAS measurements, with radiation energy within a range involving the Xe L3 absorption edge, those solid clusters formation were observed. With some computational simulations compared to those experimental results we were able to have a better comprehension about XANES fine structure. We used SAXS measurements to try to determine some geometrical parameters beyond those obtained by XAS. As the xenon clusters dimensions are too small (probably of about ten atoms) it is difficult to detect them by this technique with the experimental parameters used but, it was observed some structures that seem to be shaped and have characteristics dimensions varying from 10 to 25nm. What seem to be graphitic planes clusters, once amorphous carbon thin films prepared by IBAD are graphitic-like / Mestrado / Física da Matéria Condensada / Mestre em Física

Les verres de chalcogénure sont ont une grande importance dans des applications optoélectroniques, mais aussi pour leur réseau covalent qui leur procure une "variabilité structurale" accrue. Ce projet étudie des alliages Ge-Se et utilise l'association d'analyses dynamique moléculaire (AIMD), de simulations et de diffusion des rayons X afin de déterminer la structure et la dynamique des phases liquide et vitreuse sous pression. Les alliages de Ge-Se permettent la "formation de verre" sur une large gamme de conditions, ce qui permet de contrôler la rigidité du réseau en augmentant le nombre moyen de coordination en fonction de la teneur en Ge ce qui affectera les propriétés macroscopiques du matériau, comme la résistance au vieillissement, la dureté, la conductivité et la fragilité. Dans cette optique, nous étudions 10 compositions générées/calculées par AIMD, et 5 autres compositions déterminées expérimentalement (i.e par trempe ) couvrant les domaines transitions élastiques souple-rigide suivant les critères de stabilité isostatique de Maxwell. Dans le cas de l'état liquide, la comparaison au préalable des données de la expérimentale permet de valider les modèles structuraux, pour ensuite examiner la dynamique des liquides de Ge-Se à pression ambiante. En partant du postulat que la mobilité atomique du système décroit en devenant plus rigide, l'étude des coefficients de diffusion et de la viscosité à 1050 K a montré des anomalies flagrantes... / Among network forming glasses, chalcogenide glasses are of great importance not only for their optoelectronic applications, but also for the network structure that displays enhanced structural variability due to the covalent bonding network. In this project, we study the Ge-Se binary alloy as the target system in order to investigate the structure and dynamics of the liquid and glassy phases under pressure by using a combination of ab initio molecular dynamics (AIMD) simulations and X-ray scattering experiments...