Élaboration et caractérisations structurale, électrique et magnétique des couches minces de FexNi100-x déposées sur Si(100)

Abstract

Une série de couches minces FexNi a été déposée par coévaporation sur un substrat monocristallinSi(100) pour différentes valeurs du pourcentage x de fer. Les différentes propriétés physiques on tétéinvestiguées expérimentalement en fonction de x en utilisant les techniques de diffraction classique desrayons X (DRX) et l’analysepar dispersion en énergie des rayons X (EDX), la spectrométrie de rétrodiffusion Rutherford (RBS) et la magnétométrieà gradient de champ (AGFM). La résistivité à été déduite de la mesure de la résistance carrée par la méthode des quatrepointes. La simulation des spectres RBS montre que les épaisseurs des films sont comprises entre 52nm et 247nm, etaucune interdiffusion n’a été décelée. Les films croissent avec la texture fcc (111) pour un faible pourcentage de fer pourvirer vers une texture bcc (110) pour les échantillons riches en fer. L’évolution du paramètre de maille en fonction dex fait un saut brutal entre sa valeur pour le nickel pur (3,5742Å) vers sa valeur pour le fer pur (2,8510Å) autour dex = 52. Les grains présentent deux tailles moyennes selon la phase dominante fcc (ou bcc). La résistivité électrique s’accroit en fonction des pourcentages du fer ou du nickel mais elle présente une discontinuité autour de la compositiondu permalloy x = 20 à cause de la coexistence de plusieurs phases cristallines. La forme du cycle d’hystérèse justifie queles films ont une anisotropie planaire sans aucune direction préférentielle. Les faibles valeurs déduites du champ coercitif(Hc < 90Oe) prouvent que tous les films sont magnétiquement doux et, en particulier, Hc 0 pour la composition dupermalloy. L’aimantation à saturation exhibe un premier maximum (Ms = 17; 9 kG) pour x = 55, suivi d’une faible valeur(Ms = 8; 2 kG) autour de la composition de l’invar (x = 62) et s’élève de nouveau vers un maximum (Ms = 21; 7 kG)pour x = 72, en conformité avec l’existence de la phase cristalline ou .