ETUDE PAR RESONANCE MAGNETIQUE NUCLEAIRE DE L'ORDRE A COURTE DISTANCE DANS LE SYSTEME COBALT/FER :DE L'ALLIAGE MASSIF A LA MULTICOUCHE - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 1995

ETUDE PAR RESONANCE MAGNETIQUE NUCLEAIRE DE L'ORDRE A COURTE DISTANCE DANS LE SYSTEME COBALT/FER :DE L'ALLIAGE MASSIF A LA MULTICOUCHE

Résumé

An NMR spectrum reflects the configuration environment probabilities around the probed nucleus, the technique is thus powerful for detailed analysis of the short range order and has been applied to the cobalt/iron system. Bulk alloys, thin film alloys and multilayers studies are presented in this work. Detailed bulk sample analysis allowed refinement of the short range order knowledge in bulk alloys using Monte Carlo simulations. Thin film alloys study shows that the body cubic centred (bcc) concentration limit is shifted up to 90% cobalt, whereas in bulk alloys, the face cubic centred phase appears above 75%. New ordered structures are also observed. These phases, theoretically predicted, are also visible in metal-spinel composites made at low temperature by soft chemical methods. These ordered phases could be reproduced using Monte Carlo simulations. This particular short range order is connected to the preparation methods and to the low deposition temperature : atoms can find their most favourable position according to surface energies criteria. Multilayers analysis have shown that 20 Å is the limit thickness for metastable bcc cobalt. However, only 6 Å build up continuous pure cobalt planes, 5 Å are clustered in mixed planes and the rest is contained in a rather homogeneous Co75%Fe25% bcc alloy. One main conclusion of this study is that the stabilisation extension of the bcc phase beyond the 75% limit which corresponds in bulk alloys to the appearance of the face cubic centred phase, is realised through the mixture of bcc Co75%Fe25% alloy and pure bcc cobalt. This 75% concentration seems a common limit for the cobalt iron system in the bcc phase.
Un spectre RMN reflète la distribution des probabilités d'occurrence des divers environnements locaux autour du noyau sondé et permet donc une analyse fine de l'ordre à courte distance. Dans ce mémoire nous présentons une telle étude pour le système cobalt/fer sous forme d'alliages massifs, d'alliages en couches minces et de multicouches. L'analyse détaillée des spectres d'échantillons massifs de référence a permis d'affiner la connaissance de l'ordre à courte distance grâce à des simulations Monte Carlo. L'étude d'alliages co-déposés en couche mince sous ultravide, montre que la limite de stabilité de la phase cubique centrée (cc) est repoussée jusqu'à 90% de cobalt, alors que, dans le massif, celle-ci est 75%. L'existence de phases ordonnées inédites, mais théoriquement prévues, a été observée. Ces structures, également présentes dans des composites métal-spinelle préparés par chimie douce à basse température, ont été reproduites par simulation. Cet ordre à courte distance particulier est lié aux méthodes de préparation et aux faibles températures de dépôt : les atomes trouvent ainsi leur position la plus favorable selon des critères d'énergies de surface. L'analyse des multicouches montre que 20 Å est la limite de stabilité de la phase métastable cc du cobalt. Cependant seuls 6 Å forment des plans continus purs, 5 Å se trouvent sous forme d'amas au milieu d'un alliage cubique centré, le reste est dans un alliage cc assez homogène Co75%Fe25%. L'une des conclusions de cette étude est que l'extension de la stabilisation de la phase cc au-delà de la limite de 75% qui correspond dans le massif à l'apparition de la phase cubique faces centrées, se fait grâce au mélange d'un alliage cc à 75% de cobalt et de grains de cobalt cc pur. Cette concentration de 75% apparaît donc comme une limite commune au mélange cobalt/fer en phase cc pour l'ensemble des systèmes étudiés.
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Citer

Jean-Philippe Jay. ETUDE PAR RESONANCE MAGNETIQUE NUCLEAIRE DE L'ORDRE A COURTE DISTANCE DANS LE SYSTEME COBALT/FER :DE L'ALLIAGE MASSIF A LA MULTICOUCHE. Matière Condensée [cond-mat]. Université Louis Pasteur - Strasbourg I, 1995. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00003414⟩

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