Etude des propriétés structurelles locales des matériaux magnétorésistifs

Abstract

The aim of this work is to give an exhaustive characterization ofthe local structure for two class of compounds: sodium dopedlanthanum manganites and tungsten doped iron-molybdenumdouble-perovskites. Both class of materials usually behave asconductors in the ferromagnetic phase and undergo ametal-to-insulator transition, associated with aferromagnetic-to-paramagnetic(antiferromagnetic) transition, uponvarying the temperature or the doping level. It is widely acceptedthat in manganites, as well as in double-perovskites, transportproperties are strongly influenced by the local structure (bondlengths and angles) around key sites, occupied by magnetic ions. Forthis reason the X-ray absorption spectroscopy (XAS), being sensitiveto the local order around the absorber atom, is the more suitabletechnique to study such compounds. In this work, the local structureof Na-doped manganites in the form of thin films has been studied asa function of the film thickness, while, bulk samples of tungstendoped iron-molybdenum double perovskite series have beeninvestigated to characterize the local structure as a function ofthe doping level and to better understand the nature of themetal-to-insulator transition. It was necessary to develop a TEYdetector. which realization was challenging from a technical pointof view and it required an extensive theoretical and technical work.X-ray absorption measurements were done at the Italian beam line fordiffraction and absorption (GILDA-BM08) at the European SynchrotronRadiation Facility (ESRF) of Grenoble (France).L'objectif de cet étude est de donner une caractérisation complètede la structure locale de deux classes de composés : les manganitesde lanthane droguées avec du sodium et les doubles perovskites deferro-molybdène droguées avec du tungstène. Les deux classes secomportent, en général comme de conducteurs dans leur phaseferromagnétique et, suivant variations de température ou de dopage,ils subissent une transition métal-isolant à laquelle il fautassocier une transitionferromagnétique-paramagnétique(antiferromagnétique). En effet, ilest tout à fait accepté que aussi bien dans les manganites, que dansles perovskites doubles, les propriétés de transport sontinfluencées d'une façon importante par la structure locale (longueuret angle de liaison) autour des sites clés occupés par des ionsmagnétiques. Pour cette raison la spectroscopie d'absorption derayon X, en étant sensible à l'ordre locale autour de l'atomeabsorbeur, constitue la technique la plus adaptée pour l'étude deces composés. La structure locale de film fins de manganite droguéesavec du sodium a été étudiée en fonction de l'épaisseur des film.Des échantillons de poudre de perovskites double droguées avectungstène ont été étudiées pour en caractériser la structure localeen fonction du dopage et pour chercher de comprendre la nature de latransition métal-isolant. Il a été nécessaire de développer undétecteur d'électrons. La réalisation de cet instrument s'est révéléun défi du point de vue technique et il a demandé une quantité detravail aussi bien sur la plan pratique que théorique. Les mesuresd'absorption de rayon-X ont été effectuées à la ligne de lumièreitalienne pour la diffraction et l'absorption (GILDA-BM8) àl'Installation Européenne de Rayonnement de Synchrotron (ESRF) deGrenoble (France)