Études de propriétés structurales et magnétiques de couches minces ferromagnétiques

Abstract

Des séries de couches minces de Cobalt (99,99%) pur ont été déposées par évaporation sous vide par effet Joule sur trois différents substrats : GaAs, Si(100) et verre. Les épaisseurs et les rugosités surfaciques des couches des différents échantillons ont été mesurées par la technique de réflectivité des rayons X (XRR), l’étude structurale par diffraction des rayons X (DRX) et les propriétés magnétiques par la technique AC Megnetometry (PPMS) avec la configuration planaire. Les épaisseurs des couches varies entre (t=18 nm à 250 nm) et les rugosités surfaciques (Ram= 0,1 Å : t=19 nm) à (Ram= 20,3 Å : t=250 nm) pour la série déposée sur GaAs, (Ram= 0,1 Å : t=250 nm) à (Ram= 20,0 Å : t=250 nm) pour les échantillons de Co/Si(100) et (Ram= 2,8 Å : t=78 nm) à (Ram= 8,3 Å : t=25 nm) pour le cas des couches de Co/verre. La plupart des échantillons présentent le pic de diffraction avec les indices de Bravais-Miller (00.2) correspondant à la structure polycristalline de l’hexagonal compact « hcp », et ce pour les différents types de substrats. Les mesures de magnétométrie (PPMS) ont révélé que tous les échantillons sont ferromagnétiques, que l’aimantation à saturation varie de (580 à 1400 emu/cm3) pour la série de Co/GaAs, pour le cas des échantillons déposés sur le Si(100) l’aimantation à saturation est comprise entre (840 à 1240 emu/cm3) et de (788 à 1043 emu/cm3) pour la série de Co/verre. La valeur minimale de la squareness est enregistrée pour une des échantillons de la série de Co/GaAs et la plus grande valeur correspond à une couche déposée sur le Si(100). Le champ coercitif est confiné entre [13 Oe – 79 Oe]. On a observé une diminution globale du champ coercitif (Hc) en fonction de l’épaisseur (t) quel que soit la nature du substrat. Une diminution globale de (Hc) est enregistrée pour le cas des couches déposées sur le Si(100) tandis que les échantillons de la série Co/GaAs présentent une augmentation globale, et ce en fonction de la rugosité (Ram).