Influence des phases magnétiques désordonnées sur les propriétés d'anisotropie d'échange des nanoplots F/AF : Etude par simulations Monte Carlo et comparaison à l'expérience.

Notre objectif est d’ameliorer la comprehension du phenomene d’anisotropie d’echange dans les nanoplots en comparaison aux films continus et d’etudier les effets du desordre magnetique a l’interface dans la couche AF sur les proprietes d’anisotropie d’echange. Dans un premier temps, nous avons utilise un modele granulaire qui prend en compte les phases magnetiques desordonnees a l’interface F/AF et nous modelise ces phases par la presence de grains moins stables a l’interface dans la couche AF. De plus, dans le cas des nanoplots, nous avons pris en compte des grains moins stables localises sur les bords de la couche AF pour reproduire les effets dus a la methode de fabrication. Nous avons trouve qu’il existe deux mecanismes de retournement de la couche F en dependant de la valeur du couplage ferromagnetique. Si le couplage ferromagnetique faible, le retournement de la couche F s’amorce sur plusieurs centres de nucleation et s’effectue sans propagation. Alors que si le couplage ferromagnetique fort, le retournement de la couche F s’amorce en un seul centre de nucleation situe a un coin du nanoplot puis se propage a partir de ce coin. Ensuite notre modele a permis d’expliquer les principales caracteristiques des comportements observes experimentalement dans les bicouches Co/IrMn et NiFe/IrMn (pour differentes tailles laterales), a differentes temperatures de mesure et pour differentes epaisseurs de la couche AF. Plus precisement, les valeurs du champ d’echange simule dans les films continus, a temperature ambiante, sont plus grandes que dans les nanoplots pour les faibles epaisseurs de la couche IrMn alors que c’est le contraire lorsque cette epaisseur augmente. Dans un deuxieme temps, Nous avons utilise un modele atomique qui prend en compte la frustration magnetique dans la couche AF et la presence de defauts structuraux tels que les joints de grains et l’interdiffusion. Nous avons trouve que l’effet combine de la frustration, des joints de grains et de la surface induit des configurations magnetiques non colineaires complexes (presence de domaines magnetiques) dans la couche AF a l’interface. Nos resultats montrent que la non-colinearite des moments AF a l’interface diminue le couplage effectif a l’interface F/AF et diminue la constante d’anisotropie effective de la couche AF. Nos resultats montrent egalement que la presence de joints de grains lorsqu’il y a de la frustration renforce la stabilite de la couche AF a 0K alors qu’elle la diminue a temperature non nulle. Enfin, nous avons trouve que l’interdiffusion diminue fortement le champ d’echange et rend la couche AF plus stable, ce qui correspond a une diminution du couplage effectif a l’interface. Il est important de noter que les valeurs du champ d’echange simule sont dans ce cas realistes, ce qui met en evidence que l’interdiffusion est probablement un des facteurs essentiels pour lesquels les champs d’echange mesures experimentalement sont nettement plus faibles que ceux prevus par les modeles simples.