L'étude des excitations magnétiques de faible amplitude existant dans des films minces à aimantation non uniforme dans la gamme des hautes fréquences, typiquement entre quelques dizaines de MHz et quelques dizaines de GHz, constitue le sujet de ce mémoire. Le cas idéal de films magnétiques possédant une anisotropie perpendiculaire et présentant une configuration d'équilibre de l'aimantation sous forme de rubans parallèles et périodiques est étudié en détail. Dans le cas de films à forte anisotropie perpendiculaire, les spectres théoriques de susceptibilité dynamique calculés à l'aide de modèles analytiques puis, à partir de simulations numériques 2D de micromagnétisme dynamique, font apparaître des excitations localisées soit à l'intérieur des domaines magnétiques soit à l'intérieur des parois magnétiques. Ces résultats ont été comparés de façon satisfaisante avec des résultats expérimentaux issus de mesures de résonance ferromagnétique réalisées sur des films monocristallins de grenats ferrimagnétiques. Toutefois, les largeurs de raie expérimentales associées aux excitations de parois excèdent celles calculées en utilisant le terme dissipatif de Gilbert. Dans le cas de films à faible anisotropie perpendiculaire, les spectres théoriques de susceptibilité dynamique présentent de multiples excitations magnétiques liées à la forte hétérogénéité des configurations d'équilibre de l'aimantation de type rubans faibles. Les analyses modales effectuées à partir des simulations micromagnétiques dynamiques indiquent l'existence de modes de surface et de volume localisés dans différentes régions de spins à l'intérieur du film. L'influence de différents paramètres (anisotropie perpendiculaire, épaisseur du film, champ magnétique statique) sur les principales caractéristiques des spectres (nombre de résonances, fréquences de résonance, intensités et largeurs de raie) est ensuite étudiée. Ces simulations micromagnétiques dynamiques permettent d'interpréter des spectres expérimentaux complexes de perméabilité dynamique mesurés sur des films ferromagnétiques amorphes. Quelques perspectives concernant la dynamique de l'aimantation de faible amplitude dans différents objets magnétiques sont ensuite présentées.

No description available.

No description available.

Dans le cadre de l’étude des phénomènes magnétiques et de la spintronique qui sont présents aux échelles nanoscopiques nous avons étudié différents aspects des structures asymétriques de Pt/Co/AlOx. L’un des objectifs de cette thèse est le contrôle de l’oxydation et des propriétés magnétiques de ces multicouches. Nous avons combiné les mesures de structures (réflexion de Rayon-X), transports (Effet Hall anormal), et magnétiques (VSM-SQUID) afin de déterminer les rôles des effets magnétiques et d’interfaces. Un objectif était d’analyser le rôle de quelques monocouches (MCs) de CoO (qui peut se former lors de la sur oxydation de l’Al) sur les propriétés de la multicouche. Nous avons utilisé une technique de déposition avec un gradient d’épaisseur pour contrôler l’oxydation à l’échelle nanométrique. Nous avons établis que quelques monocouches (MCs) de CoO a un impact sur l’anisotropie de a multicouche. Pour approfondir l’effet de la couche de CoO, nous avons construit des bicouches ultrafines de Co(0.6nm)/CoO(0.6nm). Nous avons effectué des mesures refroidi sur champ sur ce système et trouvé un fort effet de couplage d'échange. Ces résultats indiquent que la couche CoO garde une forte anisotropie même en dans la limite des monocouches et permet de réfuter certains modèles sur l’effet d’échange bias et indique que les couches, couramment négligé, de CoO doivent être prises en considération dans le bilan énergétiques du système. Nous avons construits un appareil de mesure perpendiculaire de la magnétorésistance tunnel anisotrope (TAMR) à partir de la structure Pt/Co/AlOx. La TAMR est un effet de spintronique relativement récent dans lequel la rotation d’aimantation dans une électrode magnétique (combiné avec un couplage spin-orbite) peut entrainer un changement de la probabilité de l’effet tunnel, ce qui se manifeste comme un effet de magnétorésistance. Nous avons démontré qu’un contrôle précis de l’état d’oxydation est essentiel pour l’effet TAMR. La forte anisotropie magnétique induite nous permet d’atteindre des valeurs de TAMR plus grande comparée à celle des structures Pt/Co/AlOx. / In the context of studying magnetic and spintronics phenomena occurring at the nanoscale, we investigated several aspects of Pt/Co/AlOx asymmetric structures. One of the objectives of this thesis was the control of the oxidation and the tailoring of the magnetic properties of these multilayers. We combined structural (X-Ray Reflectivity), transport (Anomalous Hall Effect) and magnetic measurements (VSM-SQUID), to study the interplay of magnetic and interfacial effects. One objective was to analyze the role that few monolayers (MLs) of CoO (which can form when overoxidizing the Al layer), could have on the properties of the stack. We used a wedge deposition techniques to control the oxidation on a subnanometer scale. We established that few MLs of CoO largely affect the total anisotropy of the stack. To further investigate the impact of the CoO, we engineered ultrathin Co(0.6nm)/CoO(0.6nm) bilayers. We performed field cooled measurements on this system and we found a large exchange bias anisotropy. These results indicate that the CoO keeps a large anisotropy even in the ML regime, help to rule out some of the models proposed to explain the exchange bias effect and imply that the usually neglected CoO presence must be considered in the energy balance of the system. We build perpendicular Tunneling Anisotropic MagnetoResistance (TAMR) devices based on the Pt/Co/AlOx structure. The TAMR is a relatively new spintronics effect in which the rotation of the magnetization in a single magnetic electrode (combined with the Spin-Orbit Coupling) can cause a change of the tunnel probability, which manifests as a magnetoresistance effect. We demonstrated that a careful control of the interface oxidation is crucial for the TAMR effect. The large induced magnetic anisotropy allowed us to achieve enhanced TAMR values compared to similar Pt/Co/AlOx structures.

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.

Cette thèse est consacrée à l’intégration d’un polariseur à anisotropie perpendiculaire dans une jonction tunnel magnétique aux aimantations planaires. Par effet du transfert de spin venant du polariseur perpendiculaire, il est possible d’induire des oscillations de l’aimantation de la couche libre. Ces oscillations ultra-rapides de l’ordre de la picoseconde, peuvent être utilisées comme mode d’écriture dans une cellule magnétique MRAM. Ce type d’écriture est appelée écriture précessionnelle. Nous avons optimisé des structures fonctionnelles tout en gardant des bonnes qualités électriques et magnétiques. Les tests d’écriture sur des nanopiliers ont permis de valider le concept d’écriture précessionnelle ouvrant ainsi une porte à la compréhension des différents phénomènes liés au transport tunnel et à la dynamique de l’aimantation. / This thesis is dedicated to the integration of a polarizer with out-of-plane anisotropy in a classical planar magnetic tunnel junction. The spin transfer torque from the perpendicular polarizer induces a large angle precessional motion of the free layer magnetization. These ultrafast oscillations below the nanosecond-scale can be used as writing technique, also called precessional switching in MRAM cells. We optimized a functional memory device with both good electric and magnetic properties. The concept of processional writing was validated by electric tests on patterned nanopillars structures opening the way to investigate different phenomenon’s regarding both tunneling transport and magnetization dynamics.

Du fait de leurs propriétés avantageuses en termes de rétention des données, densité de stockage et faible courant critique pour l'écriture par courant polarisé en spin (STT), les jonctions tunnel magnétiques à anisotropie perpendiculaire sont devenues prédominantes dans les études sur les applications aux mémoires magnétiques MRAM. Les travaux de cette thèse s'inscrivent dans ce contexte avec pour but l'amélioration des propriétés de transport et d'anisotropie de telles structures ainsi que la réalisation d'empilements encore plus complexes tels que des doubles jonctions perpendiculaires. Grâce à l'étude des propriétés magnétiques et des mesures de MagnétoRésistance Tunnel (TMR), il apparaît que pour optimiser les performances des jonctions tunnel, l'ensemble des épaisseurs des couches composant l'empilement doit être adapté. Des compromis sont souvent nécessaires pour obtenir à la fois une forte anisotropie perpendiculaire et des signaux de TMR élevés. Des études en fonction des épaisseurs magnétiques ont permis de déterminer les aimantations à saturation, épaisseurs critiques et couches mortes dans les couches de référence et de stockage de jonctions standard avec électrode libre supérieure et couverture Ta. Ce type de jonction a pu être nano-fabriqué sous forme de piliers circulaires afin de tester l'écriture par STT. Sachant que l'anisotropie perpendiculaire provient essentiellement de l'interface métal/oxyde, la couverture Ta a été ensuite remplacée par une deuxième couche de MgO, permettant d'améliorer significativement l'anisotropie de la couche libre. En introduisant une seconde référence au-dessus de cette jonction, des doubles jonctions perpendiculaires fonctionnelles ont pu être fabriquées. Des couches de stockage antiferromagnétiques synthétiques de la forme CoFeB/insert/CoFeB ont pu être développées et apparaissent suffisamment stables pour pouvoir remplacer les traditionnelles références à base de multicouches Co/Pt. / Due to their advantageous properties in terms of data retention, storage density and critical current density for Spin Transfer Torque (STT) switching, the magnetic tunnel junctions with perpendicular anisotropy have become predominant in the developments for MRAM applications. The aim of this thesis is to improve the anisotropy and transport properties of such structures and to realize even more complex stacks such as perpendicular double junctions. Studies on the magnetic properties and Tunnel MagnetoResistance (TMR) measurements showed that to optimize the performances of the junctions, all the thicknesses of the different layers constituting the stack have to be adapted. To guaranty both a large TMR as well a strong perpendicular anisotropy, compromises are most of the time needed. Studies as a function of magnetic thickness enabled to extract the saturation magnetization, the critical thickness and the magnetic dead layer thickness both in the bottom reference and the top storage layer in structures capped with Ta. This type of junction could be tested electrically after patterning the sample into nanopillars. Knowing that perpendicular anisotropy mostly arises at the metal/oxide interface, the Ta capping layer was replaced by a MgO one, leading to a huge increase in the anisotropy of the free layer. A second top reference was then added on such a stack to create functional perpendicular double junctions. CoFeB/insertion/CoFeB synthetic antiferromagnetic storage layers could be developed and were proved to be stable enough to replace the standard Co/Pt-based reference layers.

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.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-02-02T10:10:11Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Emerson Martins - 2016.pdf: 6051788 bytes, checksum: ad7f3667f902b46edef5c847c0c9cca7 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-02-02T10:12:27Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Emerson Martins - 2016.pdf: 6051788 bytes, checksum: ad7f3667f902b46edef5c847c0c9cca7 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-02T10:12:27Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Emerson Martins - 2016.pdf: 6051788 bytes, checksum: ad7f3667f902b46edef5c847c0c9cca7 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-12-05 / The work presented here - “Road BR-070: an reading of modernization and spatial goiana subtitles and motorcycle grossense. - ” aims to evaluate the road in the several social and economic situations it passed through since its imperial path condition, as corridor of gold flow and slave manpower, until the process of agricultural expansion of the country, with the implantation and modernization of the road network for the integration of regions from the states of Goiás and Mato Grosso with the national economy through the construction of Brasília and creation of programs and plans of investment in transportation infrastructure. Thus, we seek to understand the importance of the road in the paths network and in the road network built to link the interior of the country to areas of economic dynamism and ports. The problem that guided the reflections is: why a road with so important uses, a radial type, which connects Brasilia-DF to Cáceres-MT, still remains, in some stretches, with a infrastructure that remembers the paths of old times? The theoretical assumption to answer the problem raised is: the latitudinal spatialization of the BR-070 road does not achieve the role of integration and does not lead to the occupation and exploration of the country interior. The road roams great opaque stretches, without technical density, which the economic potential does not interest the hegemonic actors of capital and political from Goiás and Mato Grosso. The direction of occupation and exploration in course to the interior of Brasil is given for perpendicular roads to its axis, which pass through illuminated spaces of great technical density. Results from the analysis of the BR-070 road, an unfinished road, that shows distinct landscapes, which increase stagnant spaces. The proposal of methodology that guided the research was based in qualitative and quantitative results, with uses of several types of sources and resources to implement it. / O trabalho que ora se apresenta – “Rodovia BR-070: uma leitura da modernização e das legendas espaciais goiana e moto-grossense.” – objetiva avaliar a rodovia nas diversas situações socioeconômicas pelas quais passou, desde sua condição de caminho imperial, como corredor de escoamento do ouro e da mão de obra escrava, até o processo de expansão agrícola do país, com a implantação e a modernização da rede rodoviária para a integração das regiões goianas e mato-grossenses à economia nacional por meio da construção de Brasília e da criação de programas e planos de investimento em infraestrutura de transporte. Assim, buscamos entender qual a importância da rodovia na rede de caminhos e na rede rodoviária construída para ligar o interior do país às áreas de dinamismo econômico e portuário. O problema que guiou as reflexões é: por que uma rodovia com usos tão importantes, tida como radial, que liga Brasília-DF à Cáceres-MT, ainda permanece, em alguns trechos, com infraestrutura que lembra os tempos de caminhos antigos? O pressuposto teórico explicativo para responder ao problema levantado é: a espacialização latitudinal da rodovia BR-070 não cumpre o papel de integração e não leva à ocupação, à exploração do interior do país. Ela percorre grandes trechos opacos, sem densidade técnica, cujo potencial econômico não interessa aos atores hegemônicos do capital e da política goiana e mato-grossense. A direção de ocupação e a exploração rumo ao interior do Brasil se dá por rodovias perpendiculares ao seu eixo, que atravessam espaços luminosos de grande densidade técnica. Resulta disso, em se tratando da análise da BR-070, uma rodovia inacabada, que exibe paisagens distintas, que incrementa espaços estagnados. A proposta de metodologia que norteou a pesquisa fundamentou-se em resultados qualitativos e quantitativos, com usos de vários tipos de fontes e recursos para implementá-la.