Etudes des propriétés structurales, électriques et magnétiques des couches minces de Fe élaborées par évaporation sous vide sur des substrats Si(100), Si(111) et verre.

Abstract

On présente les résultats expérimentaux sur les propriétés structurales, électriques et magnétiques des couches minces de Fe évaporées sur des substrats Si(1 1 1), Si(1 0 0) et verre. Les épaisseurs sont dans la gamme 6 à 110 nm. DRX, MEB, MFA et RBS sont les techniques utilisées dans l’étude de la structure et la morphologie de la surface de ces films. Les propriétés électriques ont été étudiées par la méthode des quatre pointes. Les propriétés magnétiques ont été étudiées par les techniques de la diffusion de la lumière Brillouin (BLS), la microscopie à force magnétique (MFM) et l’effet Kerr magnéto-optique. Les films ont une texture initiale (110). Quand l’épaisseur augmente, cette texture devient faible pour le système Fe/Si, tandis que pour Fe/verre, la texture devient (211). Les grains sont plus grands dans le système Fe/Si que dans les films Fe/verre. Les expériences de RBS et de MEB montrent l’absence de l’interdiffusion à la surface Fe-Si. La résistivité électrique est plus grande dans le système Fe/verre que dans les couches Fe/Si pour la même épaisseur. La diffusion par les joints de grain est le facteur dominant dans la résistivité électrique. Le coefficient de réflexion est plus petit dans Fe/verre (R≈0.4) que dans Fe/Si (R≈0.65). L’aimantation effective 4πMeff déduite par BLS est plus petite que 4πMS du corps massif. Une anisotropie induite par les contraintes peut être responsable de cette différence. Les images au MFM montrent des structures de domaines en rubans seulement dans le système Fe/Si(100) pour une épaisseur de 110 nm de Fe. Les valeurs de Hc sont dans la gamme 2,45 Oe [Fe/Si(100)] à 8,52 Oe [Fe/verre] à 17,65 Oe [Fe/Si(111)] pour la même épaisseur de Fe (45 nm).