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Accueil du site > Imagerie à haute résolution spatiale des configurations magnétiques de nanostructures

Proposition de stage 2008-2009
MASTER 2ème année

 

Laboratoire : Laboratoire de Physique des Solides

Adresse : Bâtiment 510, Centre Scientifique d’Orsay, 91405 Orsay Cedex Directeur du laboratoire : Jean-Paul Pouget

Responsable du stage : Stanislas Rohart

Téléphone : 01 69 15 53 76

e-mail : rohart@lps.u-psud.fr

 

Titre du sujet proposé :

Imagerie à haute résolution spatiale des configurations magnétiques de nanostructures

 

Projet scientifique :

La recherche actuelle sur les dispositifs magnétiques nanométriques crée aujourd’hui un besoin de microscopies magnétiques à très haute résolution. Les détails précis des configurations magnétiques sont en effet indispensables pour une compréhension précise des phénomènes étudiés (dynamique de l’aimantation, phénomène de transfert de spin notamment) et leur comparaison aux modèles théoriques basés en général sur des structures d’aimantation relativement idéalisées. Le microscope que nous avons développé récemment permet de répondre à cette problématique, avec une résolution théorique de l’ordre du nanomètre. Développé à partir d’un microscope à effet tunnel (STM), ce microscope étudie la transmission d’électron chauds (électrons présentant une énergie supérieure à celle du niveau de Fermi) émis par la pointe du STM, dans des couches minces magnétiques. En raison d’une différence d’atténuation dépendant du spin dans des couches ferromagnétique, il permet de regarder les variations de transmission dans des structures de type vanne de spin (empilement de deux couches ferromagnétiques séparées par un espaceur non magnétique) en fonction de l’alignement relatif des deux couches magnétiques et d’en réaliser une cartographie. Pour étudier des nanostructures, l’une des couches est continue et présente une aimantation homogène et uniforme, tandis que la deuxième présente des nanostructures. Le but du stage sera de réaliser des nanostructures magnétiques à partir d’empilements de multicouches. On utilisera la lithographie électronique et des techniques de gravure pour former des structures précises dans l’une des couches magnétiques. Les nanostructures seront caractérisées par microscopie à force atomique et magnétique puis étudiées avec le STM. On se concentrera dans un premier temps sur des nano-disques de FeNi qui présentent un vortex magnétique (pour minimiser le flux magnétique, l’aimantation tourne autour de l’axe du disque excepté au niveau du coeur où l’aimantation est perpendiculaire à la surface). L’objectif sera de mesurer précisément la taille du coeur de vortex, ce qui constitue encore actuellement une mesure très originale puisque seules de rares études sur des systèmes idéaux ont pu réaliser cette tâche (voir notamment Wachowiak et al. Science 298, 577 (2002)).

Au-delà de l’imagerie, ces nanostructures permettront l’étude locale du transport dépendant du spin d’électrons chauds en géométrie non colinéaire, le vortex présentant une rotation continue de l’aimantation.

 

Techniques utilisées :

Lithographie électronique, AFM / MFM, STM Qualités du candidat requises : Expérimentateur, Physique du solide / matériaux

 

Rémunération éventuelle du stage : non

Possibilité de poursuivre en thèse ? oui Si oui, quel est le mode de financement envisagé : ANR demandée