Titre : |
Etude des propriétés structurale, électrique et magnétique des couches minces FexNi100-x et FexNiyCoz déposées par évaporation sous vide sur du silicium monocristallin Si(100) |
Type de document : |
texte imprimé |
Auteurs : |
Nacir Guechi ; A Bourzami, Directeur de thèse |
Editeur : |
Setif:UFA |
Année de publication : |
2016 |
Importance : |
1 vol. (95 f.) |
Catégories : |
Thèses & Mémoires:Physique
|
Mots-clés : |
LPA
lms de fer-nickel-cobalt
Coercivite
Aimantation
phases-Zintl |
Résumé : |
Ce travail de these est consacre a l'etude de certaines proprietes physiques de deux series de lms
FexNi et FexNiyCoz coevapores sur du silicium oxyde Si(100), en faisant varier la composition. Pour la seconde
serie, les proportions de nickel et de fer ont ete maintenues constantes et, proche de celle du permalloy. Apres la
determination de la composition atomique par l'analyse EDX, les epaisseurs des lms ont ete deduites en simulant
les spectres RBS pour chaque lm. Les informations deduites des techniques de la diraction classique des rayons
X (DRX) et la microscopie a force atomique (AFM) indiquent que les lms sont polycristallins et croissent avec
les textures < 111 > et < 110 > pour la premiere serie et la texture < 111 > pour la deuxieme serie. Deux
methodes ont ete utilisees pour etudier l'analyse des prols des raies X (LPA). Les proprietes magnetiques ont ete
etudiees en enregistrant les cycles d'hysteresis au moyen d'un magnetometre a gradient de champ (AGFM), ou
d'un magnetometre a echantillon vibrant (V SM). Tous les echantillons sont magnetiquement doux caracterises par
une anisotropie planaire, sans aucune direction preferentielle. Il a ete constate que l'ajout de cobalt au permalloy
ameliore son aimantation a saturation tout en maintenant une faible coercivite, tandis que la resistivite demeure
sensiblement constante. D'un autre c^ote, les proprietes structurales, elastiques, electroniques et optiques des com-
poses AIn2P2(A = Ca; Sr;Ba) de type phases-Zintl ont ete calculees. |
Note de contenu : |
Table des matieres
i. Introduction generale 1
Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
I Elaboration et caracterisation des couches minces 5
I.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
I.2 Methodes physiques de dep^ot des couches minces . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
I.2.1 L'evaporation par eet joule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
I.3 Elaboration des couches minces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
I.3.1 Description de l'evaporateur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
I.3.2 Conditions d'evaporation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
I.4 Techniques de caracterisations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
I.4.1 La Microscopie a Force Atomique (AFM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
I.4.2 Le microscope electronique a balayage (MEB) . . . . . . . . . . . . . . . . 10
I.4.3 Spectrometrie de retrodiusion de Rutherford(RBS) . . . . . . . . . . . . . 10
I.4.4 Diraction des rayons X . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
I.4.5 Les magnetometres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
I.4.6 Mesure de la resistivite electrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
I.4.7 L'eet Kerr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
I.5 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
II Les alliages magnetiques FexCo et CoxNi 21
II.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
II.2 Caracteristiques physiques et chimiques des elements Fe, Co et Ni . . . . . . . . . 22
II.3 Ferromagnetisme des metaux Fe, Co et Ni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
II.4 Diagrammes de phase des alliages FexCo et CoxNi . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
II.4.1 Diagramme de phase de l'alliage FexCo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
II.4.2 Diagramme de phase de l'alliage NixCo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
II.5 Moments magnetiques des alliages FexCo et NixCo . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
II.6 Coercivite des alliages FexCo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
II.7 Resistivite electrique des alliages FexCo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
II.8 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
III Proprietes structurales, magnetiques et electriques des lms FexNi/Si(100) 32
III.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
III.2 Les procedures experimentales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
III.3 Composition et analyse structurale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
III.3.1 Analyse par EDX et par RBS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
III.3.2 Analyse par diraction classique des rayons X (DRX) . . . . . . . . . . . . 34
III.3.3 Analyse des prols des pics de diraction (LPA) . . . . . . . . . . . . . . . 36
III.3.4 Observations par microscopie a force atomique (AFM) . . . . . . . . . . . 39
III.4 Coercivite et aimantation a saturation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
III.4.1 La coercivite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
III.4.2 Aimantation a saturation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
III.5 Resistivite electrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
III.6 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
IV Composition et structure des lms FexNiyCoz/Si(100) 47
IV.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
IV.2 Diagramme d'equilibre d'un alliage ternaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
IV.3 Analyse chimique par EDX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
IV.4 Mesure des epaisseurs des couches FexNiyCoz /Si(100) . . . . . . . . . . . . . . . . 51
IV.4.1 Analyse par retrodiusion Rutherford (RBS) . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
IV.5 Proprietes structurales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
IV.5.1 Diagramme ternaire des phases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
IV.5.2 Analyse structurale par diraction classique des rayons X . . . . . . . . . . 55
IV.5.2.1 Les diractogrammes des couches minces FexNiyCoz/Si(100) . . . 55
IV.5.2.2 Le parametre de maille . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
IV.5.3 Analyse microstructurale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
IV.6 Analyse par microscopie a force atomique (AFM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
IV.7 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
V Proprietes magnetiques et electriques des lms FexNiyCoz/Si(100) 63
V.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
V.2 Proprietes magnetiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
V.2.1 Le cycle d'hysteresis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
V.2.2 Aimantation a saturation des lms FexNiyCoz/Si(100) . . . . . . . . . . . . 66
V.2.3 Champ coercitif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
V.3 La resistivite electrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
V.4 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
A Proprietes structurales, elastiques, electroniques et optiques des composes
AIn2P2(A=Ca, Sr, Ba) 75
A.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
A.2 Methode de calcul . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
A.3 Proprietes des composes MIn2P2(M=Ca, Sr) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
A.3.1 Proprietes structurales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
A.3.2 Structure electronique et liaisons chimiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
A.3.3 Constantes elastiques des composes MIn2P2 . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
A.3.4 Proprietes optiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
A.4 Proprietes du compose BaIn2P2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
A.4.1 Les proprietes structurales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
A.4.2 Constantes elastiques du compose BaIn2P2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
A.4.3 Structure electronique et liaisons chimiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
A.4.4 Proprietes optiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
A.5 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
c. Conclusion generale 93 |
Côte titre : |
DPH/0183 |
En ligne : |
https://drive.google.com/file/d/1Pr4QWtxSKMLgRUNmEjyFfNblObzQ25ze/view?usp=shari [...] |
Format de la ressource électronique : |
pdf |
Etude des propriétés structurale, électrique et magnétique des couches minces FexNi100-x et FexNiyCoz déposées par évaporation sous vide sur du silicium monocristallin Si(100) [texte imprimé] / Nacir Guechi ; A Bourzami, Directeur de thèse . - [S.l.] : Setif:UFA, 2016 . - 1 vol. (95 f.).
Catégories : |
Thèses & Mémoires:Physique
|
Mots-clés : |
LPA
lms de fer-nickel-cobalt
Coercivite
Aimantation
phases-Zintl |
Résumé : |
Ce travail de these est consacre a l'etude de certaines proprietes physiques de deux series de lms
FexNi et FexNiyCoz coevapores sur du silicium oxyde Si(100), en faisant varier la composition. Pour la seconde
serie, les proportions de nickel et de fer ont ete maintenues constantes et, proche de celle du permalloy. Apres la
determination de la composition atomique par l'analyse EDX, les epaisseurs des lms ont ete deduites en simulant
les spectres RBS pour chaque lm. Les informations deduites des techniques de la diraction classique des rayons
X (DRX) et la microscopie a force atomique (AFM) indiquent que les lms sont polycristallins et croissent avec
les textures < 111 > et < 110 > pour la premiere serie et la texture < 111 > pour la deuxieme serie. Deux
methodes ont ete utilisees pour etudier l'analyse des prols des raies X (LPA). Les proprietes magnetiques ont ete
etudiees en enregistrant les cycles d'hysteresis au moyen d'un magnetometre a gradient de champ (AGFM), ou
d'un magnetometre a echantillon vibrant (V SM). Tous les echantillons sont magnetiquement doux caracterises par
une anisotropie planaire, sans aucune direction preferentielle. Il a ete constate que l'ajout de cobalt au permalloy
ameliore son aimantation a saturation tout en maintenant une faible coercivite, tandis que la resistivite demeure
sensiblement constante. D'un autre c^ote, les proprietes structurales, elastiques, electroniques et optiques des com-
poses AIn2P2(A = Ca; Sr;Ba) de type phases-Zintl ont ete calculees. |
Note de contenu : |
Table des matieres
i. Introduction generale 1
Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
I Elaboration et caracterisation des couches minces 5
I.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
I.2 Methodes physiques de dep^ot des couches minces . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
I.2.1 L'evaporation par eet joule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
I.3 Elaboration des couches minces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
I.3.1 Description de l'evaporateur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
I.3.2 Conditions d'evaporation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
I.4 Techniques de caracterisations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
I.4.1 La Microscopie a Force Atomique (AFM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
I.4.2 Le microscope electronique a balayage (MEB) . . . . . . . . . . . . . . . . 10
I.4.3 Spectrometrie de retrodiusion de Rutherford(RBS) . . . . . . . . . . . . . 10
I.4.4 Diraction des rayons X . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
I.4.5 Les magnetometres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
I.4.6 Mesure de la resistivite electrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
I.4.7 L'eet Kerr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
I.5 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
II Les alliages magnetiques FexCo et CoxNi 21
II.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
II.2 Caracteristiques physiques et chimiques des elements Fe, Co et Ni . . . . . . . . . 22
II.3 Ferromagnetisme des metaux Fe, Co et Ni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
II.4 Diagrammes de phase des alliages FexCo et CoxNi . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
II.4.1 Diagramme de phase de l'alliage FexCo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
II.4.2 Diagramme de phase de l'alliage NixCo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
II.5 Moments magnetiques des alliages FexCo et NixCo . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
II.6 Coercivite des alliages FexCo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
II.7 Resistivite electrique des alliages FexCo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
II.8 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
III Proprietes structurales, magnetiques et electriques des lms FexNi/Si(100) 32
III.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
III.2 Les procedures experimentales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
III.3 Composition et analyse structurale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
III.3.1 Analyse par EDX et par RBS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
III.3.2 Analyse par diraction classique des rayons X (DRX) . . . . . . . . . . . . 34
III.3.3 Analyse des prols des pics de diraction (LPA) . . . . . . . . . . . . . . . 36
III.3.4 Observations par microscopie a force atomique (AFM) . . . . . . . . . . . 39
III.4 Coercivite et aimantation a saturation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
III.4.1 La coercivite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
III.4.2 Aimantation a saturation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
III.5 Resistivite electrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
III.6 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
IV Composition et structure des lms FexNiyCoz/Si(100) 47
IV.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
IV.2 Diagramme d'equilibre d'un alliage ternaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
IV.3 Analyse chimique par EDX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
IV.4 Mesure des epaisseurs des couches FexNiyCoz /Si(100) . . . . . . . . . . . . . . . . 51
IV.4.1 Analyse par retrodiusion Rutherford (RBS) . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
IV.5 Proprietes structurales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
IV.5.1 Diagramme ternaire des phases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
IV.5.2 Analyse structurale par diraction classique des rayons X . . . . . . . . . . 55
IV.5.2.1 Les diractogrammes des couches minces FexNiyCoz/Si(100) . . . 55
IV.5.2.2 Le parametre de maille . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
IV.5.3 Analyse microstructurale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
IV.6 Analyse par microscopie a force atomique (AFM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
IV.7 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
V Proprietes magnetiques et electriques des lms FexNiyCoz/Si(100) 63
V.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
V.2 Proprietes magnetiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
V.2.1 Le cycle d'hysteresis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
V.2.2 Aimantation a saturation des lms FexNiyCoz/Si(100) . . . . . . . . . . . . 66
V.2.3 Champ coercitif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
V.3 La resistivite electrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
V.4 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
A Proprietes structurales, elastiques, electroniques et optiques des composes
AIn2P2(A=Ca, Sr, Ba) 75
A.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
A.2 Methode de calcul . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
A.3 Proprietes des composes MIn2P2(M=Ca, Sr) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
A.3.1 Proprietes structurales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
A.3.2 Structure electronique et liaisons chimiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
A.3.3 Constantes elastiques des composes MIn2P2 . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
A.3.4 Proprietes optiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
A.4 Proprietes du compose BaIn2P2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
A.4.1 Les proprietes structurales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
A.4.2 Constantes elastiques du compose BaIn2P2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
A.4.3 Structure electronique et liaisons chimiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
A.4.4 Proprietes optiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
A.5 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
c. Conclusion generale 93 |
Côte titre : |
DPH/0183 |
En ligne : |
https://drive.google.com/file/d/1Pr4QWtxSKMLgRUNmEjyFfNblObzQ25ze/view?usp=shari [...] |
Format de la ressource électronique : |
pdf |
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