CROISSANCE et MAGNÉTISME de STRUCTURES NANOMÉTRIQUES ORGANISÉES DE Co ET Rh SUR LA SURFACE DE L'Au(111) - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2002

CROISSANCE et MAGNÉTISME de STRUCTURES NANOMÉTRIQUES ORGANISÉES DE Co ET Rh SUR LA SURFACE DE L'Au(111)

Résumé

We have studied the magnetism and the morphology of Co, CoAu and Rh deposits on the surface of Au(111) at different temperatures, by Kerr effect, scanning tunneling microscopy, electron diffraction and Auger spectroscopy. At 300 K, by exploiting the Au(111) reconstructed surface, it is possible to form self-organized clusters, chains and films of Rh or Co from pure element deposition or from simultaneous co-evaporation of Co and Au. Contrary to films deposited at 300 K which have perpendicular anisotropy between 1.7 and 4 monolayer (ML), the ones deposited at 30 K have in-plane magnetization in the same thickness range. When these films are annealed to 300 K, a reorientation of the magnetization occurs. The evolution of the magnetism and the morphology of the film during an annealing at 450 K suggest an interdiffusion between Co and Au. This led us to study the influence of the temperature on the magnetism of CoAu alloy on Au(111). Co-evaporation of Co and Au at 30 K allows the growth of metastable alloys of non miscible elements in the bulk because of limited atoms diffusion. We have studied the evolution of Co rich alloy films between 2 and 20 ML as function of temperature. At 30 K, the films are amorphous and not magnetic. After annealing at a critical temperature, a magnetic signal of perpendicular anisotropy appears. This evolution which spreads out over several minutes or hours, depending on the thickness of the film, is due to a phase separation in the alloy film leading to a ferromagnetic percolation. Concerning the Rh, the aim was to test the existence of magnetism predicted by calculations for 1 ML deposited on a noble metal. In our experimental and growth measurement conditions, no magnetic signal has been detected. This absence of magnetic signal can be explain, at 300 K by the formation of rough films and at 30 K by the formation of a Rh-Au surface alloy in the early growth stage.
Nous avons étudiée le magnétisme et la morphologie de dépôt de Co, CoAu et Rh sur la surface d'Au(111), à différentes températures, par effet Kerr, microscopie à effet tunnel, diffraction d'électrons lents et spectroscopie Auger. En exploitant la reconstruction de l'Au(111) à 300 K, il est possible de former des agrégats auto-organisés, des chaînes et films d'atomes de Rh ou Co à partir d'un dépôt unique ou d'un codépôt CoAu. Contrairement aux dépôts à 300 K qui ont une anisotropie perpendiculaire entre 1.7 et 4 monocouches (MC), les dépôts de Co à 30 K ont une aimantation planaire dans cette gamme d'épaisseur. Lorsque ces films sont recuits à 300 K, une réorientation de l'aimantion se produit. L'évolution du magnétisme et de la morphologie du film après recuit, à 450 K, suggère une interdiffusion Co-Au qui nous a conduit à étudier l'influence de la température sur le magnétisme de films d'alliage CoAu sur l'Au(111). Pour les codépôts (0.4 à 14 MC) réalisés à 300 K, une démixtion ordonnée est observée sur les images STM. Les codépôts riches en Co (>50%) sont ferromagnétiques avec une anisotropie perpendiculaire, alors que ceux de Co50Au50 sont constitués d'amas de Co superparamagnétiques. Un codépôt de Co et Au à 30 K permet une croissance d'alliage métastable d'éléments immiscibles dans le volume, par limitation de la diffusion atomique. Nous avons étudié l'évolution de films entre 2 et 20 MC, riches en Co, en fonction de la température. A 30 K, les codépôts sont amorphes et non magnétiques. Après recuit à une température critique, un signal magnétique d'anisotropie perpendiculaire, apparaît. Cette évolution qui s'étale sur plusieurs minutes, voire heures selon l'épaisseur du film, est due à une séparation de phase dans le film d'alliage conduisant à une percolation ferromagnétique. Concernant le Rh, il s'agissait de vérifier l'existence du magnétisme prédit par des calculs, pour 1 MC sur métal noble. Dans nos conditions de croissance et de mesure, aucun signal magnétique n'a été détecté. Cette absence de signal magnétique peut s'expliquer, à 300 K par la formation d'un film rugueux et à 30 K par la formation d'un alliage de surface Rh-Au dans les premiers stades de la croissance.
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  • HAL Id : tel-00003673 , version 1

Citer

Idrissou Chado. CROISSANCE et MAGNÉTISME de STRUCTURES NANOMÉTRIQUES ORGANISÉES DE Co ET Rh SUR LA SURFACE DE L'Au(111). Matière Condensée [cond-mat]. Université Louis Pasteur - Strasbourg I, 2002. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00003673⟩

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