Thermally activated and spin-transfer de-pining in FePt nanostructures
Dépiégeage de parois magnétiques par activation thermique et transfert de spin dans des nanostructures d'alliage FePt
Résumé
We studied the magnetization reversal in FePt/MgO thin layers and FePt/Pt/FePt/MgO spin-valves with perpendicular magnetization deposited by molecular beam epitaxy at high temperature. These structures have been characterized and their magnetical and electrical properties have been optimized. The contribution to the resistivity of the electron-magnon scattering (Magnon Magneto Resistance (MMR)) has been studied in detail in FePt/MgO layers. Theoretical analysis of this effect has been given, relating the linear dependence of the MMR on the field with the strong anisotropy of the FePt layer. We show that the MMR, which increases with the temperature, provides a new detection technique for magnetization switching. We investigated the influence of an applied direct current on the propagation of a magnetic domain wall (DW) through FePt based nanostructures. Extraordinary Hall Effect (EHE) and GMR measurements were performed on highly anisotropic FePt films and FePt/Pt/FePt spinvalves, nano-structured into wires. These systems allow the study of the thermally activated depinning of a magnetic DW from a single instrinsic structural defect. In both cases, the pinning time is found to be stochastic. Finally, we show that a low applied direct current can strongly modify the mean pinning time thus demonstrating the high efficiency of the spin-transfer mechanism in FePt.
Nous avons étudié le renversement d'aimantation dans des couches minces FePt/MgO et des vannes de spin FePt/Pt/FePt/MgO à forte anisotropie perpendiculaire, déposées par épitaxie par jets moléculaires. Ces structures ont été caractérisées et leurs propriétés magnétiques et électriques optimisées. La contribution de la diffusion électrons-magnons à la résistivité (Magnétorésistance due aux Magnons ) à été étudiée en détail dans les couches minces FePt/MgO. Une étude théorique de cet effet a été faite, en mettant en relation la variation linéaire de la magnétorésistance en fonction du champ magnétique, avec la forte anisotropie de l'alliage FePt. Nous montrons aussi que la MMR, qui augmente avec la température, fournit une nouvelle technique de détection du renversement d'aimantation. Nous avons aussi étudié l'influence de l'application d'un courant directe sur la propagation de parois magnétiques dans des nanostructures à base de FePt. Nous avons fait des mesures d'Effet Hall Extraordinaire et magnétoresistance dans des nanofils de FePt/MgO et de FePt/Pt/FePt/MgO. Ces systèmes permettent d'étudier le dépiégeage thermiquement activé d'une paroi magnétique sur un seul défaut structural. Dans les deux types de structures, le temps de dépiégeage a un caractère stochastique. Enfin nous montrons que, grâce à la forte efficacité du transfert de spin dans l'alliage FePt, un faible courant continu peut fortement modifier le temps moyen de résidence sur le défaut.