Identification des r´egimes de reptation, de d´epi´egeage et de “flow”

a 80 K.

5.4.1 Identification des r´egimes de reptation, de d´epi´egeage et de “flow”

La courbe de vitesse de d´eplacement des parois `a 80 K en fonction du champ magn´etique est pr´esent´ee sur la figure 5.21. Il s’agit d’une courbe typique repr´esentative des r´egimes observ´es `a toutes temp´eratures. Nous proposons d’identifier les diff´erents r´egimes de d´eplacements des parois en nous basant sur les formes des courbes champ-vitesse et sur les images de domaines magn´etiques pr´esent´ees sur les figures 5.21, 5.22.

Entre 1 et 3 mT, la vitesse augmente quasi exponentiellement avec le champ magn´etique (courbe sup´erieure de la figure 5.21). Les images prises sur cette gamme de champ montrent des d´eplacements de parois tr`es inhomog`enes, des parois fortement pi´eg´ees et tr`es rugueuses (image 5.22-a). Il s’agit donc d’un r´egime de reptation. Entre 3 et 10 mT, la vitesse de d´eplacement des parois augmente puis atteint une valeur maximum de 10,5 m s<sup>−1</sup> (courbe inf´erieure de la figure 5.21). Les parois sont encore rugueuses mais les d´eplacements deviennent plus homog`enes. Il s’agit d’un r´egime de d´epi´egeage (image 5.22-b). `A partir de 10 mT, les parois ne sont plus pi´eg´ees, elles sont parfaitement lisses (images 5.22-c et 5.25). Le r´egime de “flow” est atteint.

Faut-il pour autant en conclure que seules les mesures de vitesse effectu´ees au-del`a de 10 mT correspondent `a des mesures de vitesses de “flow” ? En nous basant uniquement sur la rugosit´e des parois, nous avons situ´e le r´egime de “flow” au del`a de 10 mT car c’est `a ce champ que les toutes derni`eres traces d’ancrage, dues aux dislocations ´emergentes, disparaissent. Cependant, comme le montre les figure 5.23 et 5.24, la faible densit´e des dislocations ´emergentes permet `a de larges portions de parois d’avancer en ligne droite sans les rencontrer (ce sont d’ailleurs ces avanc´ees qui ont ´et´e mesur´ees pour calculer la vitesse de d´eplacement des parois). Afin de d´eterminer si ces portions de parois se d´eplacent en r´egime de “flow”, nous pouvons nous appuyer sur la d´eviation standard des vitesses pr´esent´ee sur la figure 5.26. Autour d’une trentaine de pourcents vers 2-3 mT (en plein d´epi´egeage), elle chute `a moins de 10 %, valeur minimum, d`es 4 mT. L’importante r´eduction de la dispersion des vitesses mesur´ees sugg`ere que les d´eplacements de parois ne sont plus soumis aux potentiels d’ancrage des d´efauts. Ainsi, d`es 4 mT, les vitesses mesur´ees correspondent `

a des vitesses de “flow”, voir figure 5.27.

Au final nous pouvons supposer qu’il existe deux r´egimes de d´epi´egeage dˆus `a au moins deux types de d´efauts. Entre 2 et 4 mT a lieu un premier r´egime de d´epi´egeage. Il est dˆu `a des d´efauts non identifi´es et s’ach`eve `a 4 mT. Le second r´egime de d´epi´egeage se poursuit lui jusqu’`a 10 mT et est dˆu aux dislocations ´emergentes. Leur faible densit´e permet cependant `a certains morceaux de parois non pi´eg´ees de se d´eplacer en “flow”.

1 2 3 4 1E-7 1E-5 1E-3 0,1 10 a V i t e sse ( m / s) µ 0 H(mT) 0 50 100 150 200 0 5 10 15 20 25 30 c b, e V i t e sse ( m / s) µ 0 H(mT)

Fig.5.21: Vitesse moyenne de d´eplacements des parois en fonction du champ magn´etique appliqu´e H `a 80 K. En haut, r´egime de reptation observ´e `a bas champ. En bas, r´egime hydrodynamique observ´e `a plus fort champ magn´etique. Les barres verticales correspondent `a la d´eviation standard de la distribution des vitesses. Les lettres correspondent aux images des figures 5.22 et 5.24.

a d c

Fig. 5.22: R´egimes de reptation (a), de d´epi´egeage (b) et de “flow” (c). La rugosit´e des parois diminue en passant du r´egime de reptation au r´egime de d´epi´egeage, puis les parois deviennent parfaitement lisses en r´egime de “flow”. Les champs magn´etiques auxquels ont ´et´e prises les images sont respectivement 1,23 mT, 3,4 mT et 12 mT, T = 80 K. Taille des images : 536 ➭m × 536 ➭m

g

Fig. 5.23: Image d’un d´eplacement de paroi. Dans le r´egime de d´epi´egeage, des portions de parois avancent en ligne droite et ne sont pas accroch´ees par les d´efauts. Ces portions de paroi se d´eplacent en r´egime de “flow”. Taille de l’image : 175 ➭m × 147 ➭m.

d e

f g

Fig. 5.24: Images de d´eplacements de parois enregistr´ees au cours du r´egime de d´epi´egeage, pour des valeurs croissantes du champ magn´etique appliqu´e. Les lettres {d, e, f, g} correspondent aux valeurs de champ indiqu´ees sur la figure 5.27. Les zones circulaires noires au centre des images correspondent au domaine cr´e´e lors de la proc´edure de nucl´eation 5.15. Plusieurs dur´ees d’impulsions ont ´et´e utilis´ees pour cr´eer les nucl´eations, ceci explique qu’elles n’aient pas toutes la mˆeme taille. Taille des images : 175➭m × 147 ➭m

Fig. 5.25: D´eplacements de parois pendant une impulsion de 1➭s de dur´ee et 84 mT d’amplitude, T = 80 K. Taille de l’image : 536➭m × 536 ➭m.

0 5 10 15 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 c g f b, e d D é via t io n st a n d a r d ( % d e la va le u r m o ye n n e ) µ 0 H(mT)

Fig. 5.26: D´eviation standard de la distribution des vitesses (∆v/hvi) en fonction du champ magn´etique. 0 5 10 15 0 2 4 6 8 10 12 c g f b, e d V it e sse ( m / s) µ 0 H(mT)

Fig. 5.27: Vitesse moyenne de d´eplacement des parois en fonction du champ magn´etique appliqu´e H. Les barres verticales correspondent `a la d´eviation standard de la distribution des vitesses. Les lettres correspondent aux images des figures 5.22 et 5.24.

5.4.2 R´egime de reptation

Le r´egime de reptation est tr`es difficile `a observer. `A basse temp´erature (T < 80 K), les parois sont fortement pi´eg´ees et ne se d´eplacent que pour des champ sup´erieurs au champ de d´epi´egeage. Ce n’est qu’`a partir de 80 K que le r´egime de reptation est observable. Nous n’avons donc pas effectu´e une ´etude pouss´ee du r´egime de reptation. Nous nous contenterons ici de le pr´esenter `a 80 K et de l’analyser `a l’aide du mod`ele empirique pr´esent´e en 5.2.1.

La courbe v(H) `a 80 K est pr´esent´ee sur la figure 5.21. La vitesse moyenne des parois varie exponentiellement avec le champ magn´etique de quelques 100 nm s−1 `a 0,1 m s−1 entre 1 et 3 mT. Une interpolation de nos donn´ees avec la loi de reptation empirique

v(H) = v_oexp 2µ0M_sV_pH k_BT