Magnetization reversal dynamics in systems for magnetic recording
Dynamique du retournement de l'aimantation dans les systèmes pour l'enregistrement magnétique
Résumé
In this thesis, magnetisation reversal dynamics in magnetic multilayers has been studied by magneto-optical effects : Kerr effect and x-ray magnetic circular dichroism (XMCD).
Magnetisation reversal of (Pt/Co) multilayers with perpendicular magnetic anisotropy exchange biased with an antiferromagnetic thin film has been studied by time-resolved Kerr microscopy. We have shown that the magnetisation reversal strongly depends on the strength of the exchange bias. Due to magnetic frustrations at the F/AF interface, the nucleation density strongly increases, with respect to that of the free multilayer. Moreover, the nucleation density is larger when the field is applied antiparallel to the exchange bias direction.
Systems with in-plane magnetisation have also been investigated. The magnetisation reversal of magnetic tunnel junctions Co/Al2O3/FeNi has been studied by photo-electron emission microscopy coupled with XMCD. In these systems, we have shown that the topography of the trilayer has a strong impact on the reversal processes. Thanks to the element selectivity of XMCD, the effect of the presence of a domain wall in the cobalt layer on the reversal of the permalloy magnetisation could be studied. We have shown that the stray field of the cobalt domain walls is strong enough to create quasi-walls in the permalloy layer. These quasi-walls locally increase the reversal speed.
Magnetisation reversal of (Pt/Co) multilayers with perpendicular magnetic anisotropy exchange biased with an antiferromagnetic thin film has been studied by time-resolved Kerr microscopy. We have shown that the magnetisation reversal strongly depends on the strength of the exchange bias. Due to magnetic frustrations at the F/AF interface, the nucleation density strongly increases, with respect to that of the free multilayer. Moreover, the nucleation density is larger when the field is applied antiparallel to the exchange bias direction.
Systems with in-plane magnetisation have also been investigated. The magnetisation reversal of magnetic tunnel junctions Co/Al2O3/FeNi has been studied by photo-electron emission microscopy coupled with XMCD. In these systems, we have shown that the topography of the trilayer has a strong impact on the reversal processes. Thanks to the element selectivity of XMCD, the effect of the presence of a domain wall in the cobalt layer on the reversal of the permalloy magnetisation could be studied. We have shown that the stray field of the cobalt domain walls is strong enough to create quasi-walls in the permalloy layer. These quasi-walls locally increase the reversal speed.
Ce travail de thèse porte sur l'étude de la dynamique du retournement de l'aimantation de multicouches magnétiques par des effets magnéto-optiques : l'effet Kerr et le dichroïsme magnétique circulaire des rayons X (XMCD). Une partie de ce travail a porté sur l'étude de multicouches (Pt/Co) à anisotropie perpendiculaire couplées par échange à un antiferromagnétique. Des mesures de microscopie Kerr résolues en temps ont permis de montrer que les processus de retournement de l'aimantation dépendent fortement de la force du couplage d'échange. La présence de frustrations magnétiques à l'interface induit une augmentation de la densité de domaines inverses. De plus la densité de nucléation est plus importante lorsque le champ appliqué s'oppose au champ d'échange, cet effet est attribué à l'inhomogénéité du couplage. La seconde partie de ce travail consiste en l'étude du renversement de l'aimantation de jonctions tunnel magnétiques Co/Al2O3/FeNi déposées sur des substrat à accumulation de marches. L'évolution temporelle de la structure en domaines magnétiques est étudiée avec une technique originale, la microscopie à électrons photo-émis couplée au XMCD. Dans ces systèmes, nous avons démontré que la topographie de la tricouche joue un rôle important sur le renversement de l'aimantation. Grâce à la sélectivité chimique du XMCD, l'effet du champ de fuite des parois de domaine dans la couche de cobalt sur l'aimantation de la couche de permalloy a aussi été étudié. Nous avons montré que ce champ de fuite est suffisant pour générer des quasi-parois dans la couche de permalloy, ce qui permet un retournement de l'aimantation localement plus rapide.
Loading...