Magnetization dynamics in magnetic nanostructures
Résumé
Using a time-resolved “pump-probe” technique, we have studied the magnetization dynamics in magnetic thin films with a time resolution of about 20ps. As pump we used the high-frequency magnetic fields induced by voltage pulses applied on a 507-matched coplanar wave-guide. As probe we used the Magneto-Optical Kerr effect and Magneto-Resistive effect. We present the wave-guide and device preparation realized by UV lithography, sputtering and various etching techniques. The magnetization dynamics results concern both small angle perturbations, such as Ferromagnetic Resonance, and large angle perturbations such as the magnetization reversal. For the latter case, we have evidenced the magnetization reversal by precession, in micron-sized spin-valve elements and continuous magnetic films. This process, known as the fastest magnetization reversal process, has direct applications in Magnetic Random Access Memories (MRAM) devices.
En utilisant la technique pompe-sonde résolue en temps, nous avons étudié la dynamique de l'aimantation dans des couches minces magnétiques avec une résolution temporelle de 20ps. La pompe est constituée par les champs magnétiques de hautes fréquences induits par des impulsions de tension appliquées sur une ligne coplanaire. Comme sonde, nous avons utilisé l'effet Kerr magnéto-optique et l'effet magnéto-résistif. Nous présentons la préparation des échantillons en utilisant le dépôt de couches minces par pulvérisation cathodique, la lithographie UV, ainsi que différentes techniques de gravure. Les résultats sur la dynamique de l'aimantation correspondent au régime des petites perturbations (de type Résonance Ferromagnétique) et à celui des grandes perturbations (ex. le renversement de l'aimantation). Nous avons mis en évidence le renversement par précession dans des vannes de spin de taille micronique et dans des couches minces continues.