Profil de concentration abrupt

Nous avons représenté sur la figure 4.10 la variation thermique de l’aimantation totale et

par sous-réseau d’une bicouche avec un profil de concentration abrupt contenant 5% d’amas

pour un coefficient d’anisotropie variant de 1K à 50K.

Figure ^{4.10 – Variation thermique de l’aimantation totale (a) et par sous-réseau (b) d’une}

multicouche avec un profil abrupt contenant 5% d’amas pour différentes valeurs du coefficient

d’anisotropie magnétique.

Nous observons tout d’abord que la valeur de D

/k

ne modifie pas la valeur de la

tem-pérature de Curie, mais augmente celle de la temtem-pérature de compensation (figure 4.10(a))

qui se situe à 200K. En effet, comme nous l’avons vu précédemment, la mise en ordre à haute

température correspond à celle des moments magnétiques de Fe, qui ne sont pas influencés

par l’anisotropie magnétique des sites de Dy. Ici, ce sont les amas ordonnés situés à l’interface

qui favorisent une mise en ordre à plus haute température des plans de Dy d’interface. On

remarque également que l’aimantation diminue lorsque D

/k

augmente pour des

tempéra-tures inférieures à la température de compensation magnétique. L’aimantation n’est donc plus

ferrimagnétique à basse température dès que D

/k

>1K.

Figure ^{4.11 – Aimantation par plan à T = 1K pour D}

/k

= 1,20,50K d’une multicouche

avec un profil de concentration abrupt contenant 5% d’amas (moyenne sur 20 configurations).

La figure 4.10(b) qui représente la variation thermique de l’aimantation par sous-réseau

montre que la valeur du coefficient d’anisotropie n’influe pas sur la mise en ordre du Fe, qui

commence toujours à haute température. Le sous-réseau de Fe s’ordonne jusqu’à un ordre

ferromagnétique à température nulle. Cependant, la situation est différente pour le sous-réseau

de Dy, puisque l’on observe que la valeur de D

/k

modifie significativement la valeur de son

aimantation en deçà de la température de compensation. La valeur de l’aimantation diminue

quand D

/k

augmente, et ce phénomène intervient à une température d’autant plus élevée

que D

/k

est grand. On notera cependant que la mise en ordre à haute température des

plans de Dy situés à l’interface n’est pas modifiée.

Nous pouvons en conclure que la diminution de l’aimantation totale de la bicouche

pro-vient en fait de l’influence de l’anisotropie aléatoire sur la couche de Dy, le sous-réseau de fer

n’étant pas concerné par ce phénomène. Nous avons donc apparition d’un ordre magnétique

non colinéaire à basse température sur le sous-réseau de Dy, et ce dès les faibles valeurs de

D

/k

Afin de décrire plus précisément l’influence de l’anisotropie aléatoire le long de la bicouche,

nous avons représenté sur la figure 4.11 la valeur de l’aimantation par plan àT = 1K pour trois

valeurs de D

/k

.

Comme nous l’avons vu précédemment, le casD

/k

= 1K correspond à un ordre

ferrima-gnétique à basse température, ce que l’on confirme par l’aimantation par plan qui est saturée

correspondant à un ordre ferromagnétique par plan. Pour D

/k

= 20K et 50K, les

aimanta-tions par plan varient, principalement dans la couche de Dy, et au niveau de l’interface. En effet,

comme nous pouvons l’observer pour le casD

/k

= 20K, le sous-réseau de Fe est saturé pour

les plans de coeur et faiblement désaligné aux interfaces. L’aimantation par plan du sous-réseau

de Dy n’est jamais saturée, et diminue en s’éloignant de l’interface. L’évolution est comparable

pour le cas D

/k

= 50K, avec une diminution plus rapide des aimantations par plan dans la

couche de Dy, et une diminution plus importante de l’aimantation des plans de Fe à l’interface,

c’est-à-dire en interaction directe avec la couche de Dy.

Nous avons représenté sur la figure 4.12 la distribution des moments magnétiques de quatre

plans différents pour D

/k

= 50K.

On peut ainsi déterminer avec une assez bonne précision la répartition spatiale des

mo-ments autour de la direction perpendiculaire en fonction de l’épaisseur. Les plans de Dy (figure

4.12(a) et (b)) sont caractérisés par une distribution étalée. La dispersion des moments

magné-tiques augmente lorsqu’on s’éloigne de l’interface du fait de l’influence décroissante du couplage

d’échange d’interface au profit de la contribution importante de l’anisotropie aléatoire. Pour le

plan de Fe situé à l’interface (figure 4.12(c)), la distribution est peu élargie traduisant ici une

faible dispersion des moments magnétiques de fer autour de la direction moyenne de

l’aiman-tation. Cet effet résulte du couplage Fe-Dy à l’interface qui transmet partiellement l’effet de

l’anisotropie aléatoire au sous-réseau de Fe. Les plans de fer pur "éloignés" de l’interface (figure

4.12(d)) montrent une distribution piquée qui met en évidence l’ordre ferromagnétique saturé

déjà observé précédemment. On notera également que ces distributions mettent en évidence

une mise en ordre préférentielle dans la direction perpendiculaire au plan des couches.

Figure ^{4.12 – Distribution de la composante perpendiculaire de l’aimantation réduite pour}

une bicouche avec un profil de concentration abrupt contenant 5% d’amas à T = 1K pour

D

/k

= 50K ((a) plan 15 - Dy (coeur) ; (b) plan 18 - Dy (interface) ; (c) plan 19 - Fe

(interface) ; (d) plan 25 - Fe (coeur)).

Nous avons représenté schématiquement sur la figure 4.13 l’évolution de l’ordre magnétique

le long de la bicouche pour ces trois coefficients d’anisotropie différents.

En résumé, nous mettons en évidence l’existence d’un profil d’aimantation le long de la

direction perpendiculaire au plan des couches. Cet ordre non colinéaire est principalement

contrôlé par l’énergie d’anisotropie aléatoire qui disperse fortement les moments magnétiques

de Dy autour de la direction perpendiculaire de l’aimantation.