Propriétés magnétiques

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Les alliages d'Heusler demi-métallique: étude théoriques des propriétés magnétiques et électroniques

Les alliages d'Heusler demi-métallique: étude théoriques des propriétés magnétiques et électroniques

I.9.1 Magnétisme Les alliages d’Heusler possèdent des propriétés magnétiques très intéressantes. On peut étudier dans la même famille d'alliages divers phénomènes magnétiques comme le magnétisme itinérant et localisé, l’antiferromagnétisme et le paramagnétisme de Pauli. Ce comportement magnétique diversifié reflète la nature complexe des interactions d’échange dans ces systèmes. Cependant, la majorité des alliages d’ Heusler sont ferromagnétiques et saturent pour de faibles champs magnétiques appliqués. L'apparition du ferromagnétisme et du caractère demi-métallique dans ces alliages d’Heusler pose des questions subtiles et son explication est très compliquée. Récemment, Galanakis et ses collaborateurs ont discuté ce problème dans le détail [43]. Selon le nombre d'atomes magnétiques présents dans la cellule élémentaire, plusieurs mécanismes d'échange sont susceptibles de coexister et de se mélanger les uns avec les autres. Par exemple, dans les systèmes à base de Mn (X2MnZ) où le moment magnétique total est confiné au Mn, le mécanisme d'échange indirect semble le plus probable en raison de la grande distance séparant les moments magnétiques de Mn. L'hypothèse d’un couplage d’échange indirect entre les atomes de Mn via les électrons de conduction permet d’expliquer qualitativement la nature du magnétisme pour ces systèmes. Cependant, dans plusieurs composés d’Heusler appartenant à cette famille (X 2 MnZ, X = Fe, Co, Ni, Rh) les atomes X portent un moment magnétique substantiel. Dans ce cas, les choses se compliquent car il y a beaucoup d’interactions d'échange entre les différents atomes magnétiques dont chacune contribue à la formation de l'état magnétique d'une manière coopérative. Par exemple, les propriétés magnétiques du composé quaternaire NiCoMnSb avec trois atomes magnétiques au sein de la cellule élémentaire sont régies par au moins six interactions d’échange différentes.
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Etude ab initio des propriétés magnétiques et optiques des semi-conducteurs magnétiques dilués ZnO, GaN, MgO et TiO2

Etude ab initio des propriétés magnétiques et optiques des semi-conducteurs magnétiques dilués ZnO, GaN, MgO et TiO2

III.4 Etude des propriétés optiques et des propriétés magnétiques de Mg 1-x Mn x O III.4 .1 Matériels et méthodes Tous les produits chimiques ont été obtenus de Merck, Inde (grade analytique) et utilisés en tant que tels sans autre purification. Le mode opératoire classique de synthèse de MgO pur et dopé avec Mn (Mn 2+ ) est le suivant : le sulfate mono-hydraté de nitrate manganeux de l'hexa-hydraté de magnésium, le sulfate ferreux hepta-hydraté et le nitrate ferrique ont été pris comme des précurseurs de Mg et Mn. (Mg(NO 3 ) 2 ,6H 2 O) et NaHCO 3 ont été dissous séparément dans de l'eau distillée deux fois pour obtenir des solutions de 0.2 mol L -1 . Une solution de nitrate de magnésium (0.2 mol L -1 ) a été ajoutée lentement sous agitation énergique en NaHCO 3 (0.2 mol L -1 ) et le Triton-X 100 solution mixte. Mn 2+ dans la stœchiométrie requise a été ajouté lentement dans la solution ci-dessus et de l'ammoniac a été ajouté pour ajuster le pH à environ 10. Il en résulte un précipité blanc. Le précipité est filtré, rincé plusieurs fois avec de l'eau distillée, puis lavé deux fois avec de l'éthanol. Le produit solide résultant a été séché à 100 °C pendant 1 h et on le calcine à 200 °C pendant 3 h. MgO pur a également été préparé par le même procédé sans l'addition d'une solution de dopants. Les concentrations de dopage du magnésium sont exprimées en %. Les échantillons ont été recuits après dans un four à moufle sous air à 500 °C pendant 3 h.
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Modélisation et Simulation par la DFT des Propriétés Magnétiques et Structures Electroniques des Oxydes Magnétiques Dilués

Modélisation et Simulation par la DFT des Propriétés Magnétiques et Structures Electroniques des Oxydes Magnétiques Dilués

107 6.1 Introduction La compréhension du magnétisme a fait une avancée remarquable durant le XXe siècle, en particulier dans le domaine atomique ou les règles de Hund permettent de d’écrire l’état magnétique d’un atome en phase gazeuse. Dans le cas des solides cristallins, la théorie des bandes électroniques permet la compréhension des phénomènes comme le ferromagnétisme, l’antiferromagnétisme, le paramagnétisme, etc. En revanche, la connaissance des systèmes de taille intermédiaire entre l’atome et l’objet macroscopique (comme par exemple : les couches minces, multicouches, nanostructures, les systèmes diluées, etc), est encore lacunaire. Ces systèmes possèdent des propriétés magnétiques remarquables, à l’instar des multicouches dont la magnétorésistance géante est à l’origine de la miniaturisation des dispositifs d’enregistrement magnétique. Les particules de taille nanométrique présentent aussi des propriétés remarquables, notamment, un moment magnétique dont l’intensité est à mi-chemin de celle des atomes et des solides. La réalisation de dispositifs présentant des magnétorésistances élevées dans un large domaine de température fait souvent appel à des matériaux présentant une forte polarisation en spin qui peut atteindre 100 %. Dans cette catégorie, on trouve les demi-métaux, matériaux magnétiques dont la bande de conduction est totalement polarisée en spin en dessous de leur température de Curie.
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Structures électroniques et propriétés magnétiques des petits amas binaires cobalt-phosphore

Structures électroniques et propriétés magnétiques des petits amas binaires cobalt-phosphore

Les domaines d’application des agrégats sont très diversifiés (catalyse, enregistrement magnétique, médical, ...). Le cobalt fait partie de la famille des matériaux de transition, et les amas à base de ces matériaux présentent des propriétés magnétiques remarquables. Ce qui leurs confère une place de choix dans le domaine de l’enregistrement magnétique à haute densité. Cependant le coût élevé et les difficultés de mise en œuvre des manipulations expérimentales ont encouragé le recours aux méthodes théoriques de simulation, qui constituent incontestablement un outil très puissant qui permet d’explorer le domaine des nanomatériaux avec une très bonne précision et à moindre coût.
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Synthèse, Caractérisation et Etude des Propriétés Magnétiques des Complexes de Coordination à Ligands Polydentates

Synthèse, Caractérisation et Etude des Propriétés Magnétiques des Complexes de Coordination à Ligands Polydentates

Figure 19. Courbes de susceptibilité magnétique pour les composés [Fe(4-amyl-trz) 3 ](A 2 ) A = ClO - 4 (), BF - 4 (), triflate (•), p-toluènesulfonate (). I-6.3. Effet des solvants : Le choix du solvant de synthèse est aussi un paramètre à prendre en compte lors de la synthèse de complexes. Il a un rôle bien entendu pour les complexes que l’on veut utiliser en solution, mais aussi pour les composés cristallisés. En effet les molécules de solvant de cristallisation sont partie intégrante de l’empilement cristallin. Elles influencent directement les propriétés magnétiques du composé via les interactions intermoléculaires même si elles ne sont pas directement coordonnées. Du reste, elles aussi modifient l’empilement cristallin en fonction de leur encombrement stérique. Une illustration de ce fait est fournie par le composé polymérique [Fe(NCS) 2 (cddt)] (cddt = 2-chloro-4,6-bis(dipyrid-2-ylamino)-1,3,5-triazine), dont les solvates
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Structure électronique et propriétés magnétiques de nanostructures et superéseaux Co/Ni(111)

Structure électronique et propriétés magnétiques de nanostructures et superéseaux Co/Ni(111)

Figure 1.8 – Direction du champ démagnétisant et de l’aimantation dans un film mince magnétique. 1.2.3 Anisotropie magnétoélastique L’énergie d’anisotropie magnétique dépendant de l’interaction entre les moments ma- gnétiques et le réseau cristallin, il est logique que les changements de paramètres de maille affectent les propriétés magnétiques. Ainsi, l’anisotropie magnétoélastique relie les contraintes dans le matériau à la direction de l’aimantation. Egalement due au couplage spin-orbite, cette anisotropie supplémentaire ne peut toutefois exister si aucune force n’est exercée sur le matériau magnétique. Par exemple, dans le fer, l’effet d’une tension sur le cristal est de créer une direction d’aimantation préférentielle suivant la direction de la force. Les constantes magnéto-élastiques obtenues expérimentalement [Zabe 07] sont si- gnificativement plus élevées que les constantes d’anisotropie cristalline. Ainsi, même des contraintes faibles contribuent de manière importante à l’énergie d’anisotropie, en particu- lier dans des structures épitaxiales multicouches. En raison de la différence de paramètre de maille entre le substrat et le film, des contraintes élevées peuvent apparaître aux inter- faces épitaxiées. La modification locale des paramètres de maille est alors susceptible de modifier la direction de l’aimantation. Pour un milieu élastiquement isotrope épitaxié sur un substrat cristallin, l’énergie par unité de volume associée à l’effet magnétoélastique est donnée par l’expression :
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Fibres et papier à propriétés magnétiques

Fibres et papier à propriétés magnétiques

Ce projet de recherches portait principalement sur la preparation et l'étude de fibres et de papier a proprietes magnetlques Une part Important2 de nos travaux a reposé [r]

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Synthèses chimiques, transformation de phase et étude des propriétés magnétiques des nanoparticules de FePt et FePd

Synthèses chimiques, transformation de phase et étude des propriétés magnétiques des nanoparticules de FePt et FePd

III.   Magnétisme et Physique du renversement de l'aimantation de  nanoparticules    Dans  la  partie  précédente  nous  avons  vu  les  propriétés  de  l'alliage  massif.  Cependant  le  sujet  de  cette  thèse  porte  sur  des  NPs  de  FePt  et  FePd.  Si  toutes  les  propriétés  décrites  précédemment  s'appliquent  à  notre  matériau,  d'autres  effets  viennent  s'ajouter  du  fait  de  la  taille  réduite  de  ces  nano‐objets.  En  effet,  ces  nano‐aimants  peuvent  être  décrits  comme  des  macrospins :  leurs  dimensions  sont  trop  réduites  pour  envisager  –  au  regard  du  coût  en  énergie  d’échange  ‐  une  fluctuation significative de la direction d’aimantation dans une NP en elle même.  L’aimantation de  ces  NPs  subit,  comme  les    spins  atomiques,  les  effets  de  l'agitation  thermique.  Ce  phénomène,  appelé  «superparamagnétisme »  sera  expliqué  et  ses  implications  lors  des  mesures  magnétiques  rappelées au travers du modèle de Stoner‐Wolfarth. 
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Propriétés magnétiques statiques et dynamiques de couches minces de GaMnAs à anisotropie perpendiculaire

Propriétés magnétiques statiques et dynamiques de couches minces de GaMnAs à anisotropie perpendiculaire

D’une part ceci permettrait de mesurer des vitesses de “flow” stationnaire sur une gamme de champ plus importante que celle `a laquelle nous avons eu acc`es, d’autre part cela pourrait a[r]

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Propriétés magnétiques et optiques de monocristaux dopés terres rares pour l'information quantique

Propriétés magnétiques et optiques de monocristaux dopés terres rares pour l'information quantique

Quantum memory for nonstationary light fields based on controlled reversible.. inhomogeneous broadening.[r]

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Anisotropie des propriétés magnétiques d'un atome « habillé » par des photons de RF

Anisotropie des propriétés magnétiques d'un atome « habillé » par des photons de RF

par celle d’un atome libre de facteur de Landé isotrope, mais plongé dans un champ magnétique se déduisant du champ appliqué par une affinité orthogonale d’axe Oz et [r]

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Etude de complexes de gadolinium d'intérêt pour l'IRM : simulations ab initio et propriétés magnétiques

Etude de complexes de gadolinium d'intérêt pour l'IRM : simulations ab initio et propriétés magnétiques

Figure 3.15 – Densité de spin (α en violet, β en vert) pour le système ProHance+Isopropanol. A gauche vue de dessus, à droite vue de côté. 3.4 Etude d’un ligand dérivé du DOTA : DO3AP Afin de créer des agents de contraste plus efficaces, un effort important est fait dans la recherche de nouveaux ligands. La plupart des études réalisées sont principalement orientées autour de modifications structurales du motif DOTA présenté au Chapitre 1. Différents grou- pements, tels que par exemple des acides carboxyliques, des amides ou des alcools, ont ainsi été ajoutés en bout de chaine, ce qui modifie la base DOTA. Une approche possible consiste à introduire un groupement phosphonate sur une ou plusieurs des branches du DOTA. Différentes structures peuvent alors être envisagées [ 81 , 157 , 159 ]. Une étude a montré que la relaxivité des protons était élevée dans le cas d’un dérivé dit monophosphinate-bis(phosphonate) [ 82 ], ce qui lui confère des propriétés intéressantes en vue d’une application en imagerie médicale.
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Synthèse chimique, structure et propriétés magnétiques de nanoparticules d'alliage FePt

Synthèse chimique, structure et propriétés magnétiques de nanoparticules d'alliage FePt

atomiques purs de fer et de platine, réside dans son anisotropie magnétocristalline uniaxiale gigantesque (7 × 10 6 J/m 3 ). Pour ce matériau, le diamètre critique, c’est à dire la taille minimale d’un grain présentant une aimantation stable à température ambiante, est de l’ordre de 3 nm. De plus, il semble également inévitable de modi- fier profondément l’architecture des média supportant l’information magnétique. Il s’agit actuellement d’une couche mince magnétique à la structure granulaire. Dans celle-ci, la surface occupée par un bit d’information correspond à de nombreux grains (≈ 100), ce qui est rendu nécessaire par la dispersion des propriétés (taille, aniso- tropie,...) de ces grains. Bien évidemment, cette contrainte qui impose une taille de grains bien inférieure à celle du bit, aggrave les difficultés associées à l’approche de la limite superparamagnétique. À plus long terme, les média discrets, où chaque bit d’information est enregistré dans un plot magnétique individuel, remplaceront sans doute les couches minces magnétiques granulaires actuellement utilisées. Cependant, dès lors qu’un seul plot supporte un bit d’information, de tels média requièrent une très faible dispersion des propriétés - telles que la position, la taille, l’anisotropie,...
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Études des propriétés magnétiques de nanofils de cobalt monocristallins en réseaux ultra-denses

Études des propriétés magnétiques de nanofils de cobalt monocristallins en réseaux ultra-denses

131 interaction via un champ d’Ising et dans les simulations micromagnétiques de réseau de nanofils qui seront présentées dans la partie III de ce chapitre. Dans un réseau de nanofils, en présence d’interactions démagnétisantes, un évènement de retournement d’un nanofil tant à stabiliser la configuration en diminuant localement l’amplitude du champ d’interaction et s’oppose, à priori, à une avalanche de retournements. De plus, la configuration antiferromagnétique favorisée par les interactions démagnétisantes force la réduction spatiale des domaines magnétiques puisqu’elle tant à positionner l’aimantation dans une configuration antiparallèle entre premiers voisins. De fait les domaines, d’aimantation parallèle, sont de faible dimension. L’apparition de ces domaines de nanofils nécessite donc un apport d’énergie extérieure pour apparaitre, ce qui est réalisé par l’augmentation progressive du champ externe. Notons également que l’apparition de ces domaines labyrinthe est délocalisée sur la totalité de l’échantillon. Dans les réseaux de nanofils couplés par un champ démagnétisant, il est donc possible de voir cette organisation de l’aimantation en domaines labyrinthes comme une transition de phase de premier ordre. Lorsqu’une interaction magnétisante entre premier voisins est ajoutée au sein de l’assemblée, la nucléation engendre une variation abrupte de l’aimantation. Ici un nanofil s’étant retourné est susceptible d’occasionner une cascade de retournements localisés sur ses proches, et ce sans apport d’énergie supplémentaire à celle nécessaire au retournement du premier nanofil. Ce type de nucléation peut donc être vu comme une transition de phase de second ordre de la même nature que celle observée dans les couches minces [162]. La topologie des domaines n’est pas nécessairement conservée en labyrinthe en présence d’une interaction d’échange. L’observation en microscopie ou la simulation de réseau de nanofils couplés par échange et par interactions dipolaires est nécessaire pour avancer dans l’argumentation sur l’analyse des microstructures que forme l’aimantation durant le retournement de l’assemblée. Dans le cas présent nous avons prolongé l’étude à l’aide de simulations micromagnétiques.
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Alliage antiferromagnétique MnPt : croissance, propriétés magnétiques et structurales

Alliage antiferromagnétique MnPt : croissance, propriétés magnétiques et structurales

Les r´esultats obtenus dans le cas du syst`eme FeNi/MnPt, selon lesquels le couplage cr´e´e par recuit en pr´esence d’un champ dans la direction [110] (direction planaire `a 45˚ des bord[r]

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Mesure de propriétés magnétiques locales de dispositifs par microscopie électronique à transmission

Mesure de propriétés magnétiques locales de dispositifs par microscopie électronique à transmission

bright-field (BF) and dark-field (DF) imaging, high-angle annular dark- field imaging (HAADF), selected area electron diffraction (SAED), convergent beam electron diffraction (CBED), [r]

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Propriétés magnétiques du système Pt/Co/AlOx et ses variations sous champ électrique

Propriétés magnétiques du système Pt/Co/AlOx et ses variations sous champ électrique

2.2 Effet de champ électrique : un effet de surface L’étude des effets de champ électrique sur les propriétés d’un matériau magnétique concerne les couches ultra-minces. Un effet d’écrantage existe de la part des électrons de conduction lors de l’application de la tension, au sein du métal. Pour les métaux, cet effet s’exprime générale- ment sur une monocouche [ 62 ], et nous pouvons donc considérer que seulement l’interface est affectée [ 62 ]. Des couches très minces de matériau ferromagnétique sont donc utilisées pour ce type d’étude dans le but de maximiser les effets observés. L’étude présentée en section 2.1.3.1 vient confirmer cette considération. En effet Weisheit et al. [ 52 ] ont remarqué que de forts ef- fets étaient obtenus pour des couches ferromagnétiques de 2nm, alors qu’ils étaient quasiment inexistants pour des couches légèrement plus épaisses (4nm). Nous pouvons prendre l’exemple de notre structure (qui sera décrite plus en détails au chapitre 4) pour venir vérifier du caractère purement surfacique de l’effet de champ électrique et de cette faible longueur de pénétration du champ électrique au sein du métal ferromagnétique (fort écrantage). En effet, en considérant une longueur de pénétration typique de l’ordre de 1Å pour le cobalt, cette longueur représente une fraction de 10 à 20% du film que l’on étudie, et donc il sera encore juste de considérer des effets de surface.
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Propriétés magnétiques de nanoagrégats ferromagnétiques encastrés dans une épicouche semi-conductrice

Propriétés magnétiques de nanoagrégats ferromagnétiques encastrés dans une épicouche semi-conductrice

A partir de l’aire des pics de r´esonance, la fraction volumique occup´ee par les nanoagr´egats pour chaque orientation cristallographique du MnP a pu ˆetre d´etermin´ee. En mod´elisant [r]

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Propriétés magnétiques de la supraconductivité SO(5)

Propriétés magnétiques de la supraconductivité SO(5)

précédente, cette situation arrive également dans le modèle SO(5) pour certaines valeurs de et de (voir FIG. Lorsque le champ magnétique extérieur décroît et atteint H2, le matériau comm[r]

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Etude Ab-initio des Propriétés structurales, optoélectroniques, thermodynamiques et magnétiques des pérovskites

Etude Ab-initio des Propriétés structurales, optoélectroniques, thermodynamiques et magnétiques des pérovskites

Résumé : Dans ce travail nous avons étudié les propriétés structurales, optoélectroniques, magnétiques, élastiques et thermodynamiques des trois pérovskites NaVF 3 , NaCoF 3 et PbHfO 3 en utilisant la méthode des ondes planes augmentées linéarisées avec un potentiel total (FP-LAPW) dans le cadre de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) implémentée dans le code Wien2k. Le potentiel d’échange et de corrélation a était traité par différentes approximations GGA-PBE et TB-mBJ. Les résultats obtenus ont montré que les composés NaVF 3 et NaCoF 3 sont stables dans la phase ferromagnétique (FM) tandis que le PbHfO 3 est stable dans la phase non-magnétique (NM). Les propriétés magnétiques du complexe NaXF 3 nous donnent une valeur entière de moment magnétique total égale à 3μB qui est due principalement au moment magnétique du métal de transition X (V et Co). Pour les propriétés électroniques nos résultats indiquent que NaXF 3 (X = Co et V) possèdent un caractère semi-métallique. Cependant, le PbHfO 3 a un caractère semi-conducteur. Les propriétés élastiques ont confirmé la stabilité mécanique pour les trois composés. En utilisant le modèle de Debye quasi-harmonique, nous avons étudié différentes propriétés thermiques à des températures et de pressions différentes. Finalement, les propriétés optiques ont été déterminées seulement pour le PbHfO 3 et cela est dû à la nature de gap trouvé et corrigé en utilisant la TB-mBJ, le résultat trouvé montre que PbHfO 3 peut utiliser efficacement dans les dispositifs optoélectroniques à base d'UV.
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