I. 2.5 “Lift-off” [V]
III.2 D´ etection de parois de domaines magn´ etiques par AMR et notion de
III.2.4 Exp´ erience et r´ esultats
III.2.4.4 Les transitions observ´ ees
Deux autres transitions sont clairement visibles (fig III.20). Pour des champs magn´etiques appliqu´es d´ecroissants (a), la trace de la paroi de domaines est perdue entre Happ= 35 Oe et Happ= 33.3 Oe.
L’erreur serait de d´efinir cette transition comme le champ de propagation. En effet, dans ce cas, le signal aurait dˆu se d´ephaser de 90˚ avant de disparaˆıtre. De plus, si on passe le champ de propagation, on a aucune raison d’observer de l’hyst´er´esis dans la r´eapparition du signal. Or une fois perdu, il faut augmenter le champ jus-qu’`a une valeur comprise entre Happ = 122 et Happ = 146 Oe pour retrouver un signal d’AMR de paroi (b). On observe n´eanmoins une variation de la r´esistance qui indique que l’aimantation est modul´ee. Ces deux transitions sont reproductibles. Quels ph´enom`enes peuvent alors ˆetre mis en cause ?
Deux sc´enarios sont alors envisageables pour expliquer la disparition et la r´eapparition du signal AMR en fonction du champ magn´etique appliqu´e. On peut d’abord penser que quelque soit le type de paroi (ATW ou VW) l’une finit par se pi´eger puis s’an-nihile avec la deuxi`eme. Il faut alors atteindre une certaine valeur de champ radial pour passer de l’´etat vortex `a l’´etat oignon. Seulement, la transition correspondant `
Paroi Asym´etrique Transverse
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Paroi Vortex!"#$ !&#$ !%#$
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Fig. III.19: Sch´ema de principe de la progression de ATW et VW en se pi´egeant au niveau de leurs diff´erentes sous-structures magn´etiques. (Happ= 0 Oe)
est inf´erieur au champ de saturation de l’aimantation dans l’anneau (< 400 Oe). De plus le signal AMR obtenu ne correspond pas `a un signal d’AMR de domaines
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Angle (°)
Fig. III.20: Progression du signal AMR en champs d´ecroissants (a) et en champs croissants une fois que lae signal a ´et´e perdu (b).
comme cela aurait ´et´e le cas si l’aimantation avait ´et´e satur´ee (exp´erience : fig III.15, calcul : fig III.12).
En revanche, on remarque que cette transition correspond au champ n´ecessaire pour ´
evacuer le cœur de vortex de la VW et la transformer en ATW (fig III.21). Une fois le cœur de vortex sorti, la ATW reste m´etastable. Le deuxi`eme sc´enario nous sugg`ere que le signal ´etudi´e en champ magn´etique d´ecroissant correspond `a une ATW. Au moment ou le champ radial n’est plus suffisant pour maintenir cette paroi m´etastable elle se transforme en VW qui semble ˆetre fortement pi´eg´ee par le cœur de vortex au niveau des contacts, et le signal AMR de paroi disparaˆıt.
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)*+# ),+# )-+# ).+# )/+# )0+# )1+#Fig. III.21: Transformation VW-ATW sous champ magn´etique radial statique ´etudi´ee par MFM. L’amplitude du champ appliqu´e est indiqu´ee en Oe au-dessus de chaque image.
Pour finir, il reste `a d´ecrire le signal AMR en champs magn´etiques croissants une fois que les VW se sont pi´eg´ees. Il est similaire `a un signal AMR lorsqu’un champ magn´etique tournant sature l’aimantation. Cependant l’amplitude des variations est bien moindre. En effet, le champ magn´etique n’´etant pas suffisant pour d´epi´eger le VW, il ne l’est pas pour saturer l’aimantation `a l’int´erieur de la zone de mesure, d’o`u un signal moindre.
III.3 R´esum´e
Dans ce chapitre, apr`es un rappel g´en´eral sur les diff´erentes caract´eristiques sta-tiques des parois de domaines magn´etiques dans des mat´eriaux doux, le contraste obtenu par notre principal outil (MFM) a ´et´e d´ecrit pr´ecis´ement. On montre alors que, malgr´e ses d´efauts (§ I.1), le MFM reste un instrument majeur pour l’imagerie magn´etique `a des tailles interm´ediaires (typiquement les parois). Il permet d’avoir acc`es `a l’ensemble des composantes d’aimantation au sein de la paroi en une seule et mˆeme image.
Ensuite, une technique pour ´etudier finement le comportement quasi-statique des parois a ´et´e introduite. Dans un anneau magn´etique en configuration “oignon”, le passage des parois soumises `a un champ tournant quasi-statique est mesur´e `a l’aide de quatre contacts ´electriques ajout´es `a la structure. Ainsi, th´eoriquement, ce syst`eme permettrait de connaˆıtre le champ de propagation des parois en fonction de leur configuration magn´etique. Cependant, il s’est av´er´e que la pr´esence de contacts ´
electriques influence le comportement du syst`eme en pi´egeant les parois de domaines. N´eanmoins, cette ´etude nous a permis d’obtenir des informations int´eressantes sur nos syst`emes magn´etiques. Premi`erement, la technique de fabrication des nanostruc-tures (piste magn´etique et contacts) ´etant identique `a celle du chapitre IV, on peut alors estimer pr´ecis´ement leur champ de propagation. De plus, remarquons que cette ´
etude nous a permis d’analyser syst´ematiquement le champ de propagation quasi-statique des ATWs dans leur r´egion de m´etastabilit´e, maintenues par faible champ transverse.
D’autre part, le pi´egeage ´etant au d´epart un inconv´enient, il nous a permis finale-ment de mettre en ´evidence le caract`ere stochastique de la propagation des parois. De plus, ces exp´eriences nous ont renseign´es sur la diff´erence d’influence des contacts sur une paroi asym´etrique transverse et sur une paroi vortex. En effet, on remarque qu’une VW est bien plus sensible aux contacts qu’une ATW.
Pour continuer ce travail, trois ´etudes pourraient ˆetre men´ees. La premi`ere consis-terait `a optimiser les contacts ´electriques afin d’´eviter le pi´egeage syst´ematique des parois de domaines. Ceci pourrait ˆetre envisag´e en les int´egrant `a la sous couche de Pd par exemple.
La deuxi`eme consisterait `a rapprocher les contacts de mesure pour obtenir des in-formations pr´ecises sur la distribution d’aimantation. La figure III.22 pr´esente la diff´erence des traces obtenues dans le cas o`u la zone de mesure est large de 400 nm ou 800 nm. On obtiendrait alors un microscope `a AMR...
Finalement, une ´etude en champ tournant dynamique et courant continu pour-rait ˆetre envisag´ee. La principale difficult´e est la cr´eation d’un champ magn´etique planaire hyperfr´equence.
Angle (°)
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R/R (%)
Fig. III.22: Simulation des traces obtenues pour diff´erentes tailles de zone de mesure sur un anneau de 500 nm de large et 5 µm de diam`etre pr´esentant deux VWs