Élaboration sous vide et investigations de propriétés physiques de films minces ferromagnétiques de Permalloy

Abstract

Des films minces de Permalloy,Ni80Fe20 (Py),de différentes épaisseurs, évaporés thermiquement sur deux substrats distincts,Ga As(100)et Si(100),sont étudiés dans ce travail.L'effet de l'épaisseur de Py sur leurs propriétés physiques est examiné.Afin de déterminer leur structure,microstructure,morphologie de surface,compositions chimiques et propriétés électriques,les films de Py ont été analysés par diffraction des rayons X (XRD),microscopie électronique à balayage équipée d'un analyseur de rayons X à dispersion d'énergie(SEM-EDS),microscopie à force atomique(AFM)et le système de mesure de l'effet Hall (HMS-5300).Les spectres de diffraction des rayons X obtenus confirment la formation de la phase Ni3Fe et montrent que tous les échantillons cristallisent dans une structure CFC avec une orientation préférentielle <111>. La taille des cristallites et le paramètre de maille, calculés à partir de la diffraction des rayons X du pic dominant(111),augmentent avec l'augmentation de l'épaisseur pour les échantillons Py/GaAs,alors qu’ils diminuent avec l'augmentation de l'épaisseur des films Py/Si. Globalement,les valeurs du paramètre de maille obtenues pour tous les échantillons sont assez proches de celles du massif rapportées dans la littérature abulk=3.5523 Ǻ.Les micrographies MEB des échantillons de Py/GaAs présentent une structure extrêmement dense sans micro-fissures et une distribution de grains sphériques très fine,et montrent clairement une distribution non uniforme d'agrégats quasi-sphériques sur la surface granulaire des films Py/Si, ainsi que l'apparition de microfissures pour le film le plus épais de 307 nm d'épaisseur.De plus,les images AFM présentent une surface très lisse pour tous les films Py/GaAs déposés,ainsi que la formation de cristallites en mode Stranski-Krastanov pour les films Py/Si, avec des valeurs de rugosité comprises entre 0.1999 et 2.482 nm. Les mesures électriques ont révélé que la résistivité électrique et la magnétorésistance diminuent avec l'augmentation de l'épaisseur du film, tandis que la mobilité augmente