Structure et magnétisme de couches minces

Abstract

Des séries de couches minces de Fe ont été évaporées sous vide par effet Joule, sur des substrats de Si(100), Si(111) et Cu. Les épaisseurs sont confinées dans la gamme de 13 à 69 nm. La caractérisation des couches minces obtenues a été faite par la diffraction des rayons X (DRX), la microscopie à force atomique (AFM) et le magnétomètre à échantillon vibrant (VSM). La DRX a montré que les couches minces de Fe sont polycristallines avec une structure cubique centrée et une direction préférentielle suivant (110), la taille des grains étant confinée entre 14,6 et 41,8 nm. Le taux de contrainte ɛ est positif pour la pluparts des échantillons excepté pour un seul film de Fe/Si(100) qui présente une valeur négative. La microscopie AFM a montré que les échantillons de la série Fe/Si(100) ont une rugosité de surface variant entre 0,4 et 4 nm, alors que les échantillons de la série Fe/Si(111) ont une rugosité varie entre 0.5 et 5 nm. Les cycles d’hystérésis montrent un axe facile dans le plan et un axe difficile perpendiculaire au plan des couches, ainsi qu’une isotropie magnétique planaire pour toutes les couches minces de Fe. Les couches montrent une diminution de la coercivité avec l’augmentation de l’épaisseur jusqu’à une épaisseur limite. Le champ de saturation et le champ coercitif varient entre 35 à 400 Oe et de 7 à 130 Oe, respectivement. Une bonne squareness est observée pour la majorité des couches minces.