6.2.1 Observations
Les cycles r´ealis´es selon l’axe difficile pour Cu(1 1 11) et Cu(115) (graphes 6.2 et 6.3) ne sont pas totalement sym´etriques par rapport `a l’origine. Cette dissym´etrie est
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Fig.6.2: Cycles Kerr obtenus selon l’axe difficile pour diff´erentes ´epaisseurs de cobalt d´epos´ees sur Cu(1 1 11).
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Fig.6.3: Cycles Kerr obtenus selon l’axe difficile pour diff´erentes ´epaisseurs de cobalt d´epos´ees sur Cu(115).
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Fig. 6.4: Cycles Kerr obtenus pour diff´erentes ´epaisseurs de cobalt d´epos´ees sur Cu(1 1 11) et Cu(115) quand le champ est appliqu´e selon [110] i. e. axe facile.
Fig. 6.5: Sch´ema repr´esentant les diff´erents angles utilis´es dans l’expression de la densit´e d’´energie libre.
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probablement li´ee `a des probl`emes techniques de mouvement de l’´echantillon pendant le balayage en champ.
Regardons tout d’abord `a partir de quelle ´epaisseur le premier cycle Kerr est mesur´e. Sur un film de cobalt d´epos´e sur Cu(001), le premier cycle mesurable `a temp´erature ambiante est observ´e d`es 1,8 MC en dessous de cette ´epaisseur critique, le cobalt est encore magn´etique, mais la temp´erature de Curie a chut´e brusquement [4][5]. Sur les surfaces vicinales, les mesures selon l’axe facile montrent que d`es 2,5 MC, nous observons des cycles d’hyst´er´esis sur les deux substrats Cu(1 1 11) et Cu(115) (figure 6.4). Ainsi le d´ebut des mesures de cycles Kerr s’effectue pour des ´epaisseurs comparables `a celle observ´ee sur Co/Cu(001).
Selon l’axe de difficile aimantation, nous n’arrivons pas `a saturer l’aimantation pour des champs inf´erieurs `a 3000 Oe pour des ´epaisseurs de cobalt inf´erieures `a 5 `a 6 MC de cobalt sur Cu(1 1 5) alors que sur Co/Cu(1 1 11) la saturation est obtenue d`es 3 MC. Ceci montre la diff´erence d’anisotropie magn´etique existant entre les d´epˆots effectu´es sur Cu(1 1 11) et sur Cu(115). Regardons l’´evolution des cycles avec l’´epaisseur de cobalt toujours selon l’axe [nn2]. Pour chacun des cycles, nous avons mesur´e la valeur de Hs, Hs ´etant la distance m´ediane s´eparant les deux boucles d’hyst´er´esis observ´ee selon l’axe difficile (figure 6.7). Il est `a noter que plus la valeur de Hs est grande, plus il est n´ecessaire d’appliquer un champ important pour atteindre la saturation magn´etique du film. Ainsi la valeur de Hs est un indicateur de la ”difficult´e” de l’axe. Hs est trac´e en fonction de l’´epaisseur sur le graphe 6.6. Nous observons sur ces trac´es que Hs est plus important sur Co/Cu(115) que sur Co/Cu(1 1 11) pour une mˆeme ´epaisseur par cons´equent on d´eduit que pour un d´epˆot de cobalt identique, l’anisotropie magn´etique est plus grande sur Co/Cu(115) que sur Co/Cu(1 1 11). Cette remarque laisse `a penser que le nombre de marches joue un rˆole dans le magn´etisme de ces d´epˆots. Ainsi plus il y a de marches plus l’anisotropie uniaxiale semble importante. Les atomes situ´es en bords de marches, ayant un nombre de voisins restreint, doivent ˆetre vraisemblablement les principaux acteurs contribuant `a l’anisotropie uniaxiale magn´etique. N´eel montre [8] que le manque de voisins peut g´en´erer des anisotropies magn´etiques. Cette d´ependance de l’anisotropie avec la densit´e de marches a d´ej`a ´et´e observ´ee sur des cristaux courb´es [2][3][15], sur lesquels les auteurs montrent que Hs est proportionnel `a α, l’angle de coupe par rapport `a la surface (001). La relation entre α et la largeur des terrasses l est tan α = hl, avec h la hauteur des marches monoatomiques s´eparant deux terrasses. Pour un substrat de cuivre h est ´egal `a 1, 8 ˚
A. Dans le cas de Kawakami et al. [2][3] et Qiu et al. [15], les angles de coupe sont assez petits devant ceux de Cu(1 1 11) et Cu(115) et on a alors α ≈ hl. Ces auteurs montrent avec Hs proportionnel `a α que pour les substrats pr´esentant de larges terrasses ou un angle de coupe petit, Hs est directement proportionnel au nombre de marches.
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Fig. 6.6: Trac´e de Hs en fonction de l’´epaisseur de cobalt d´epos´ee sur Cu(1 1 11) et Cu(115).
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Fig. 6.7: Cycle Kerr obtenu selon l’axe [nn2] sur un film de 10,5 MC Co/Cu(115). Ce sch´ema permet de d´efinir Hs.
Pour un mˆeme substrat, le graphe 6.6 montre que la valeur de Hsest d’autant plus petite que le d´epˆot de cobalt est important. Cette observation tend `a montrer l’origine surfacique de l’anisotropie uniaxiale. En effet, plus la quantit´e de cobalt d´epos´ee est importante, plus la proportion d’atomes d’adsorbat situ´es en surface est petite, ainsi leur contribution anisotrope est moins grande face `a celles des atomes de ”volume” ce qui a tendance `a diminuer l’anisotropie magn´etique uniaxiale.
Si l’on compare nos cycles Kerr selon l’axe dur avec ceux observ´es sur des substrats de cuivre pr´esentant de plus larges terrasses (figure 2.7 obtenue sur Co/Cu(1 1 17) [1]), on remarque que les boucles d’hyst´er´esis sont aplaties dans notre cas. Cette zone est interpr´et´ee par Millev et al. comme une r´egion de coexistence de deux minima locaux de la densit´e d’´energie libre (´equation 6.1) [6][7]. Un minimum est observ´e pour une aimantation selon la direction du champ (dans notre cas [nn2]) et le second pour une aimantation situ´ee entre l’axe facile et l’axe difficile.
6.2.2 Amplitude de cycle et quantit´e de cobalt
De mani`ere g´en´erale, l’amplitude des cycles est proportionnelle `a l’aimantation. Ainsi dans le cas o`u le moment magn´etique par atome reste constant avec l’´epaisseur de cobalt, l’amplitude des cycles sera proportionnelle `a la quantit´e d’adsorbat d´epos´ee. La demi-amplitude des cycles selon l’axe difficile est trac´ee sur la figure 6.8. Pour les mesures obtenues sur Cu(1 1 11) pr´esentant un nombre plus important de points, l’am-plitude du cycle a un comportement assez lin´eaire en fonction de l’´epaisseur pr´esum´ee
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Fig. 6.8: Trac´e de la hauteur de cycle Kerr mesur´ee sur les graphes 6.2 et 6.3 en fonction de l’´epaisseur pr´esum´ee de cobalt.
de cobalt. On note que la droite ne passe pas par l’origine. Ceci peut ˆetre li´e aux barres d’erreurs sur les ´epaisseurs d´epos´ees qui sont environ ´egales `a une monocouche et/ou `
a l’interdiffusion (graphe 6.8).