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Auteur Benchikh, somia |
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Etude théorique des propriétés structurales et magnéto-optiques dans le film ultra-mince Fen /Cu (001) / Benchikh, somia
Titre : Etude théorique des propriétés structurales et magnéto-optiques dans le film ultra-mince Fen /Cu (001) Type de document : texte imprimé Auteurs : Benchikh, somia ; Mebarek Boukelkoul, Directeur de thèse Editeur : Setif:UFA Année de publication : 2017 Importance : 1vol. (75f.) Format : 30cm. Catégories : Thèses & Mémoires:Chimie Mots-clés : etude,theorique,structurales,magneto-optique,film,ultra-mince Résumé : Conclusion : Dans ce travail nous avons étudié théoriquement par la méthode SPR-LMTO-ASA les propriétés structurales et magnéto-optiques du film ultra-mince de fer épitaxié sur le substrat de cuivre, susceptible d'être utilisé dans les applications technologiques notamment dans le domaine de stockage et d'enregistrement magnétique. Les propriétés structurales sont déterminées à partir de sa relaxation par un processus d’optimisation de l’énergie totale en fonction de la distance entre les différents plans atomiques qui constituent ce film. La structure cristalline trouvée est tétragonale centré (body centered tetragonal bct) avec un taux de tétragonalité c/a= 1.393 (structure dilatée) et la structure pseudomorphique dépasse trois plans atomiques. Les propriétés magnéto-optique est étudié à travers le calcul de l’effet Kerr dans sa géométrie polaire P-MOKE dans une gamme d’énergie élargie jusqu’à 10 eV. Par une combinaison des spectres de la densité d’états, et de la structure de bandes, nous avons déterminé les transitions entre états localisés responsable de la réponse magnéto-optique ainsi que les points de haute symétrie qui leur correspondent sur le spectre de la structure électronique et nous avons trouvé que dans le système Fen/Cu (001), n=1, 2, 3 le spectre de la réponse magnéto-optique a été caractérisée par un pic négatif dans le domaine des radiations visibles au voisinage de E = 3.76 eV. Nos calculs montrent que les transitions interbandes responsables des rotations Kerr ont lieu dans les plans de surface et les plans adjacents à la surface de ce film. Les symétries impliquées dans les transitions sont, dans leur majorité, de type spin-flip. En conclusion, dans le cadre de ce travail, nous n’avons pas seulement calculé la structure cristalline et la rotation Kerr, mais nous avons également déterminé l’origine microscopique des pics qui apparaissent sur les spectres de l’effet Kerr. Alors que nous espérons que ces résultats seraient très intéressants d’ouvrir d’autres pistes de recherches pour le même système. Note de contenu : Tables des matières : Liste des figures vii
Liste des tablaaux x
Introduction générale xi
Chapitre 1.Geniralite sur les métaux de transition
I. Introduction 1
II. Configuration et classification des métaux de transition 1
III. Propriétés chimiques 4 IV. Caractéristiques générales 6 1. Abondance dans la nature. 6 2. Rayon atomique et ionique 6 3. Énergie de première ionisation 7 4. Température de fusion 7 5. Degré d’oxydation 7 6. La liaison métallique 8 7. Conductivité électrique 9 8. Magnétisme 9 9. Couleur 9 Bibliographie 10 Chapitre II : Les propriétés magnétiques des surfaces I. Introduction 11 II. Définition des grandeurs fondamentales du magnétisme 12 III. Description macroscopique du magnétisme dans la matière 13 1. Moment magnétique orbital 13 2. Moment magnétique de spin 13 2.1.Magnéton de Bohr 14 2.2.Facteur de Landé 14 3. Moment électronique 15 4. Moment total de l’atome 15 IV. Les phases magnétiques 15
v
1. Diamagnétisme 17
2. Paramagnétisme 17
3. Ferromagnétisme 19
3.1.Corps ferromagnétiques 20
3.2.Conséquences de l'hystérésis pour des matériaux ferromagnétiques 20
3.3.Matériaux magnétiques doux 21
3.4.Matériaux magnétiques durs 22
3.5.Origine microscopique du ferromagnétisme 23
3.6.Domaines de Weiss 23
4. Antiferromagnétisme 23
4.1.Quelques matériaux antiferromagnétiques 25
5. Ferrimagnétique 25
V. Surface et interface 26
1. Définition 26
2. Anisotropie de surface 27
3. Effets de surface 28
4. Effets d’interface 28
4.1.Modification du paramètre de maille 29
4.2.Stabilisation de phases cristallographiques exotiques 29
Bibliographie 31
Chapitre III : Les propriétés magnéto-optiques
I. Introduction 32
II. Définition 33
III. La polarisation de la lumière 33
1. Polarisation elliptique 33
2. Polarisation circulaire 34
3. Polarisation linéaire 34
IV. Introduction théorique et principe de MOKE 35
1. Définition 35
2. Géométrie de l’Effets Kerr magnéto-optique 36
2.1.l'effet Kerr polaire 37
2.2.l'effet Kerr longitudinal 37
2.3.l'effet Kerr transverse 37
V. Effet faraday 38
Bibliographie 40
Chapitre IV : Cadre théorique des calculs ab-initio
I. Introduction 41
II. Approximations Fondamentales 41
1. Approximation de Born Oppenheimer 42
2. Approximation à un électron 43
3. Approximation de Hartree 44
4. Approximation de Hartree-Fock 45
III. Théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) 46
1. La Densité électronique 47
2. Equation de Kohn-sham 48
3. Approximation de la densité locale (LDA) 49
4. Approximation de la densité locale des spins (LSDA) 50
IV. Les méthodes de calcul 50
1. La méthode SPR -LMTO-ASA 51
2. La méthode GGA 53
3. La méthode de calcul K.K.R 54
V. Le cycle auto-cohérant 56
Bibliographie 57
Chapitre V : Résultats et discussion
I. Introduction 59
II. Relaxation des surfaces 59
III. Description du système étudié 60
1. Elaboration du substrat de cuivre 61
2. Elaboration du système Fen/Cu (001) 63
IV. Détails de calcul 63
V. Résultats et discussion 64
1. Les propriétés structurales 64
2. Les propriétés magnéto optiques 67
Bibliographie 73
Conclusion 75
Côte titre : MACH/0055 En ligne : https://drive.google.com/file/d/1jjTrQvxuaX1GgNnABIZ-HE9XJAM14ku4/view?usp=shari [...] Format de la ressource électronique : Etude théorique des propriétés structurales et magnéto-optiques dans le film ultra-mince Fen /Cu (001) [texte imprimé] / Benchikh, somia ; Mebarek Boukelkoul, Directeur de thèse . - [S.l.] : Setif:UFA, 2017 . - 1vol. (75f.) ; 30cm.
Catégories : Thèses & Mémoires:Chimie Mots-clés : etude,theorique,structurales,magneto-optique,film,ultra-mince Résumé : Conclusion : Dans ce travail nous avons étudié théoriquement par la méthode SPR-LMTO-ASA les propriétés structurales et magnéto-optiques du film ultra-mince de fer épitaxié sur le substrat de cuivre, susceptible d'être utilisé dans les applications technologiques notamment dans le domaine de stockage et d'enregistrement magnétique. Les propriétés structurales sont déterminées à partir de sa relaxation par un processus d’optimisation de l’énergie totale en fonction de la distance entre les différents plans atomiques qui constituent ce film. La structure cristalline trouvée est tétragonale centré (body centered tetragonal bct) avec un taux de tétragonalité c/a= 1.393 (structure dilatée) et la structure pseudomorphique dépasse trois plans atomiques. Les propriétés magnéto-optique est étudié à travers le calcul de l’effet Kerr dans sa géométrie polaire P-MOKE dans une gamme d’énergie élargie jusqu’à 10 eV. Par une combinaison des spectres de la densité d’états, et de la structure de bandes, nous avons déterminé les transitions entre états localisés responsable de la réponse magnéto-optique ainsi que les points de haute symétrie qui leur correspondent sur le spectre de la structure électronique et nous avons trouvé que dans le système Fen/Cu (001), n=1, 2, 3 le spectre de la réponse magnéto-optique a été caractérisée par un pic négatif dans le domaine des radiations visibles au voisinage de E = 3.76 eV. Nos calculs montrent que les transitions interbandes responsables des rotations Kerr ont lieu dans les plans de surface et les plans adjacents à la surface de ce film. Les symétries impliquées dans les transitions sont, dans leur majorité, de type spin-flip. En conclusion, dans le cadre de ce travail, nous n’avons pas seulement calculé la structure cristalline et la rotation Kerr, mais nous avons également déterminé l’origine microscopique des pics qui apparaissent sur les spectres de l’effet Kerr. Alors que nous espérons que ces résultats seraient très intéressants d’ouvrir d’autres pistes de recherches pour le même système. Note de contenu : Tables des matières : Liste des figures vii
Liste des tablaaux x
Introduction générale xi
Chapitre 1.Geniralite sur les métaux de transition
I. Introduction 1
II. Configuration et classification des métaux de transition 1
III. Propriétés chimiques 4 IV. Caractéristiques générales 6 1. Abondance dans la nature. 6 2. Rayon atomique et ionique 6 3. Énergie de première ionisation 7 4. Température de fusion 7 5. Degré d’oxydation 7 6. La liaison métallique 8 7. Conductivité électrique 9 8. Magnétisme 9 9. Couleur 9 Bibliographie 10 Chapitre II : Les propriétés magnétiques des surfaces I. Introduction 11 II. Définition des grandeurs fondamentales du magnétisme 12 III. Description macroscopique du magnétisme dans la matière 13 1. Moment magnétique orbital 13 2. Moment magnétique de spin 13 2.1.Magnéton de Bohr 14 2.2.Facteur de Landé 14 3. Moment électronique 15 4. Moment total de l’atome 15 IV. Les phases magnétiques 15
v
1. Diamagnétisme 17
2. Paramagnétisme 17
3. Ferromagnétisme 19
3.1.Corps ferromagnétiques 20
3.2.Conséquences de l'hystérésis pour des matériaux ferromagnétiques 20
3.3.Matériaux magnétiques doux 21
3.4.Matériaux magnétiques durs 22
3.5.Origine microscopique du ferromagnétisme 23
3.6.Domaines de Weiss 23
4. Antiferromagnétisme 23
4.1.Quelques matériaux antiferromagnétiques 25
5. Ferrimagnétique 25
V. Surface et interface 26
1. Définition 26
2. Anisotropie de surface 27
3. Effets de surface 28
4. Effets d’interface 28
4.1.Modification du paramètre de maille 29
4.2.Stabilisation de phases cristallographiques exotiques 29
Bibliographie 31
Chapitre III : Les propriétés magnéto-optiques
I. Introduction 32
II. Définition 33
III. La polarisation de la lumière 33
1. Polarisation elliptique 33
2. Polarisation circulaire 34
3. Polarisation linéaire 34
IV. Introduction théorique et principe de MOKE 35
1. Définition 35
2. Géométrie de l’Effets Kerr magnéto-optique 36
2.1.l'effet Kerr polaire 37
2.2.l'effet Kerr longitudinal 37
2.3.l'effet Kerr transverse 37
V. Effet faraday 38
Bibliographie 40
Chapitre IV : Cadre théorique des calculs ab-initio
I. Introduction 41
II. Approximations Fondamentales 41
1. Approximation de Born Oppenheimer 42
2. Approximation à un électron 43
3. Approximation de Hartree 44
4. Approximation de Hartree-Fock 45
III. Théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) 46
1. La Densité électronique 47
2. Equation de Kohn-sham 48
3. Approximation de la densité locale (LDA) 49
4. Approximation de la densité locale des spins (LSDA) 50
IV. Les méthodes de calcul 50
1. La méthode SPR -LMTO-ASA 51
2. La méthode GGA 53
3. La méthode de calcul K.K.R 54
V. Le cycle auto-cohérant 56
Bibliographie 57
Chapitre V : Résultats et discussion
I. Introduction 59
II. Relaxation des surfaces 59
III. Description du système étudié 60
1. Elaboration du substrat de cuivre 61
2. Elaboration du système Fen/Cu (001) 63
IV. Détails de calcul 63
V. Résultats et discussion 64
1. Les propriétés structurales 64
2. Les propriétés magnéto optiques 67
Bibliographie 73
Conclusion 75
Côte titre : MACH/0055 En ligne : https://drive.google.com/file/d/1jjTrQvxuaX1GgNnABIZ-HE9XJAM14ku4/view?usp=shari [...] Format de la ressource électronique : Exemplaires (1)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité MACH/0055 MACH/0055 Mémoire Bibliothéque des sciences Français Disponible
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