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RÉSUMÉ
Les couches minces, les nanostructures et hétérostructures magnétiques présentent de nouvelles fonctionnalités et comportements dans le milieu des nanotechnologies. Cet article s’intéresse à ces phénomènes et propose principalement la description de leurs effets, concepts et mise en oeuvre. Tout d'abord, un fort intérêt est porté aux effets de couplage direct, indirect et de magnétorésistance. Un recensement des différentes mises en application de ces systèmes est rapporté : mémoire magnétiques non volatiles et application des nanoparticules magnétiques en biologie.
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par Olivier FRUCHART
INTRODUCTION
Les couches minces, nanostructures et hétérostructures magnétiques présentent des comportements différents et des fonctionnalités nouvelles par rapport aux matériaux massifs : effets thermiques et anisotropie exaltés, domaines et parois spécifiques, effets de magnétotransport géants, etc. Ces effets et mise en œuvre sont décrits dans les dossiers Couches minces et nanostructures magnétiques (partie 1)[NM 1 201] et Couches minces et nanostructures magnétiques (partie 2)[NM 1 202], suivis d'exemples de leur intégration technologique dans les domaines de l'électronique et de la médecine : disques durs, capteurs de champ, traceurs, etc.
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Mises en application1. Systèmes composites : effets et concepts
Olivier FRUCHART
Chargé de recherches au CNRS. Laboratoire Louis Néel, Grenoble
En Couches minces et nanostructures magnétiques (partie 1)[NM 1 201], nous avons considéré des systèmes magnétiques individuels : une couche, un plot, un agrégat, etc. Dans la pratique, les dispositifs utilisent des systèmes composites, c'est-à-dire associant plusieurs matériaux et/ou nanostructures. Plusieurs raisons motivent l'utilisation de systèmes composites.
Une première raison est l'association de propriétés différentes, par exemple une couche pour ses propriétés de coercitivité, avec une structure présentant des propriétés de magnétotransport, pour servir de capteur magnétique.
Une seconde raison est le côté pratique : il est peu commode industriellement d'ajuster des valeurs numériques de propriétés telles que coercitivité, anisotropie, etc., qui nécessitent une optimisation de matériau pour chaque nouvelle valeur, voire un changement de composé. On combine alors des matériaux de propriétés différentes en une seule hétérostructure, dont les propriétés sont intermédiaires entre les deux couches constituantes, et que l'on ajuste par le biais des épaisseurs de couches individuelles. C'est par exemple le cas de la coercitivité.
Une troisième raison est l'apparition de nouveaux effets liés à l'aspect composite,...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - JOHNSON (M.) - Magnetoelectronics. - Elsevier Academic Press (2004).
-
(2) - NOGUÉS (J.), SCHULLER (I.K.) - Exchange bias. - J. Magn. Magn. Mater. 192, 203 (1999).
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(3) - BRUNO (P.) - Theory of interlayer exchange interactions in magnetic multilayers. - Phys. : Condens. Matter. 11, 9403 (1999).
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(4) - STILES (M.D.) - Interlayer exchange coupling. - J. Magn. Magn. Mater. 200, 322 (1999).
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(5) - PARKIN (S.S.P.) - Systematic variation of the strength and oscillation period of indirect magnetic exchange coupling through the 3d, 4d, and 5d transition metals. - Phys. Rev. Lett. 67, 3598 (1991).
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(6) - HEHN (M.), MONTAIGNE (F.), SCHUHL (A.) - Magnétorésistance géante et électronique de spin. - Techniques de l'Ingénieur, [E 2 135], Électronique, oct. 2002.
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