Orientation des ´echantillons

L’orientation des substrats de cuivre a ´et´e r´ealis´ee grˆace des clich´es Laue et confirm´ee par diffraction d’´electron lents (DEL). Nous allons dans ce paragraphe montrer le pro-tocole que nous avons suivi pour d´eterminer l’orientation des marches grˆace aux images DEL. Nous prendrons comme exemple la surface (115), toutes les remarques et les ob-servations qui suivent sont parfaitement transposables `a n’importe quel type de surface

4. Description des exp´eriences 107

(11n).

Le DEL est une technique de diffraction de surface `a l’´echelle atomique. Elle est sensible `a l’ordre sur une longueur de corr´elation typique d’une centaine d’Angstr¨oms. La maille ´el´ementaire de notre ´echantillon est constitu´ee d’une terrasse (001) de largeur L_o. Le r´eseau r´eciproque d’une surface infinie (001) est form´ee de tiges de diffraction et est repr´esent´e sur la figure 4.25.

Sur la figure 4.25, les points sont les taches de diffraction du volume de l’´echantillon. Si maintenant, nous consid´erons une terrasse (001) de largeur finie Lo, les tiges de diffraction sont ´elargies 

∼ _L^2π o 

(figure 4.25). La surface (11n) donne des tiges de diffraction inclin´ees par rapport `a celles de la surface (001). L’intensit´e le long de la tige de diffraction est modul´ee du fait de la largeur finie des terrasses (001). L’intensit´e de la tige est maximale au niveau des taches de diffraction de volume et minimale entre deux taches cons´ecutives. Un sch´ema du r´eseau r´eciproque simplifi´e de la surface (11n) dans la th´eorie cin´ematique est repr´esent´e sur la figure 4.26. Les droites grises repr´esentent les tiges de diffraction de surface (11n), les points noirs sont les pics de diffraction du volume. Pour simplifier le sch´ema, nous avons repr´esent´e par des bˆatons noirs et non par des ellipso¨ıdes la partie de la tige o`u l’intensit´e est maximale.

Les diff´erents cercles sur la figure 4.26 sont une section de la sph`ere d’Ewald, le rayon de la sph`ere est inversement proportionnel `a la longueur d’onde des ´electrons incidents, ainsi plus ce rayon est important plus l’´energie des ´electrons est grande. L’image DEL que nous observons est l’intersection des tiges non ´eteintes avec la sph`ere d’Ewald. Pla¸cons nous dans le cas de la sph`ere d’Ewald A (sch´ema 4.26), c’est `a dire `a une ´energie d’´electrons pour laquelle la tˆache 1 a son intensit´e maximale et la tˆache 2 quand `a elle est de faible intensit´e. En augmentant l’´energie des ´electrons, (sph`ere B), la tˆache 1 disparaˆıt et la tˆache 2 apparaˆıt. Sur le clich´e DEL, on a alors l’impression que les taches sont d´ecal´ees vers la gauche quand l’´energie augmente. Ceci indique donc que les marches montent vers la gauche. Si au contraire, les taches de diffraction partaient vers la gauche en augmentant l’´energie des ´electrons, l’orientation des marches serait invers´ee. Sur les diagrammes DEL, il est `a noter que les taches sont d’autant plus reserr´ees que le substrat a de marches (figure 4.26). La d´etermination du sens de mont´ee des marches est moins ais´ee sur Cu(115) que dans le cas de plus larges terrasses comme Cu(1 1 11) o`u de plus les extinctions sont plus marqu´ees.

108 4. Description des exp´eriences

4. Description des exp´eriences 109

Bibliographie

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Chapitre 5

´

Etudes pr´ec´edentes sur les films

de Co/Cu(001) et Co/Cu(11n)

5.1 Introduction

De nombreuses ´etudes ont montr´e que le d´epˆot de films minces de m´etaux magn´eti-ques sur des substrats monocristallins pouvaient stabiliser des structures cristallogra-phiques diff´erentes de celles observ´ees dans les mat´eriaux solides magn´etiques. Ceci peut conf´erer par cons´equent aux films minces des propri´et´es diff´erentes de celles des mat´eriaux massifs. En effet, dans de tels films, l’anisotropie magn´etique peut ˆetre de plusieurs ordres de grandeur sup´erieure `a celle des mat´eriaux massifs. Depuis la d´ecouverte de l’anisotropie magn´etique perpendiculaire `a la surface des films ferro-magn´etiques [1][2][3][4], le rˆole jou´e par la rupture de sym´etrie `a la surface et par les contraintes engendr´ees par le d´esaccord de param`etre de maille entre le substrat et l’adsorbat ont ´et´e tr`es ´etudi´ees. Dans le cadre de ces ´etudes, des exp´eriences ont ´et´e r´ealis´ees sur des films magn´etiques d´epos´es sur des surfaces vicinales ou des surfaces `a marches non r´eguli`eres [5][6][7][8][9][10][11][12]. Ces mesures de propri´et´es magn´etiques ont montr´e la pr´esence d’une anisotropie magn´etique uniaxiale favorisant la direction de facile aimantation soit parall`ele soit perpendiculaire aux bords de marches. Pour les films de cobalt d´epos´es sur des substrats de cuivre Cu (11n), la direction de facile aimantation est le long des bords de marches [110] tandis que pour les d´epˆots effectu´es sur des surfaces plates de cuivre (001), l’anisotropie magn´etique est biaxiale selon [110] et [110]. L’anisotropie uniaxiale des films de Co/Cu(11n) est alors typiquement li´ee `a la pr´esence des marches. Si les origines de cette anisotropie ont ´et´e souvent attribu´ees aux liaisons manquantes aux bords de marches (anisotropie de surface type N´eel) ou/et aux contraintes du film (anisotropie magn´eto´elastique) peu de mesures de morphologie et de structure des films ont ´et´e r´ealis´ees pour mettre en ´evidence ces deux hypoth`eses.

112 5. ´Etudes pr´ec´edentes sur les films de Co/Cu(001) et Co/Cu(11n) K₄^V erg.cm−3
^K4^SI erg.cm−2
^Kout^V erg.cm−3
^Kout^SI erg.cm−2
Co/Cu(001) Krams et al. [13] −2, 3.106 0, 068 −0, 90 Cu/Co/Cu(001) Krams et al. [13] −2, 2.10⁶ 0, 062 0, 30 Co/Cu(001) Kowalewski[14] −1.10⁶ 0, 007 −10, 8.10⁶ −0, 26 Tab.5.1: R´ecapitulatif des mesures de constantes d’anisotropie magn´etique effectu´ees

par Krams et al. et Kowaleswski et al. sur des films minces de CoCu(001). Nous allons dans un premier temps exposer les ´etudes pr´ec´edemment r´ealis´ees sur des films minces de cobalt d´epos´es sur des substrats plats de cuivre (001). Ces premiers r´esultats regroupent des mesures de magn´etisme, de structure et de morphologie. Puis dans un second temps, un r´ecapitulatif exposera les r´esultats obtenus dans la litt´erature principalement sur le magn´etisme des films de cobalt d´epos´es sur des surfaces vicinales Cu(11n).