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L'Institut de recherche interdisciplinaire de Grenoble (Irig) est un institut thématique de la Direction de la Recherche Fondamentale du CEA.
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Les 10 Unités Mixtes de Recherches de l'Irig
Publications, Thèses soutenues, Prix et distinctions
Agenda
Soutenance de thèse
Vendredi 02 juillet 2021 à 14:00, Visioconférence
Les nanofils magnétiques cylindriques constituent une plateforme parfaite pour étudier la dynamique de parois de domaine magnétiques, en raison de la mobilité et de la stabilité attendues de la topologiquement unique des parois dites à point de Bloch (BPW). Cette thèse explore expérimentalement le comportement des BPWs dans des nanofils cylindriques individuels soumis à des impulsions de courant électrique d’une durée de quelques nanosecondes. J’ai synthétisé des nanofils de matériaux magnétiquement doux (alliages CoNi et CoFe) d’un diamètre de 60-200 nm, par dépôt électrochimique dans des gabarits nanoporeux. Pour étudier la dynamique de l’aimantation sans entrave, j’ai d’abord optimisé les matériaux des nanofils en fonction du potentiel de piégeage de leur paroi de domaine. J’ai ainsi montré que le champ de propagation est réduit dans les matériaux avec de petits grains cristallins ou avec des valeurs élevées d’aimantation spontanée, ce qui est cohérent avec le piégeage des parois de domaine aux frontières des grains. Le contactage électrique de nanofils individuels dispersés sur des substrats a permis d’envoyer des impulsions de courant électrique de quelques nanosecondes. En utilisant des techniques d’imagerie magnétique, nous avons découvert que, bien que négligé jusqu’à présent, le champ azimutal d’Œrsted induit par le courant électrique a un effet crucial sur l’aimantation : il sélectionne et stabilise les parois exclusivement de type point de Bloch, avec une circulation gauche ou droite déterministe. De plus, j’ai utilisé une imagerie magnétique résolue en temps pour visualiser les effets du champ d’Œrsted en temps réel, et j’ai constaté que le champ induit un enroulement hélicoidal de l’aimantation dans des domaines longitudinaux au repos, et dans un régime de faible densité de courant, il provoque la compression ou l’expansion d’un BPW. Enfin, les mesures du déplacement des BPW induits par le courant montrent qu’en dépit de vitesses pouvant atteindre 2400 m/s, la principale force motrice n’est pas le couple de transfert de spin et pourrait plutôt être liée à l’augmentation de température due au chauffage par effet Joule.
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