Magnetic and magneto-transport properties of 3D networks of interconnected magnetic nanowires

Abstract

Ce mémoire de Master porte sur la synthèse d’échantillons nanostructurés originaux et la caractérisation de leurs propriétés magnétiques. Il s’agit de réseaux tridimensionnels de nanofils magnétiques interconnectés. La fabrication consiste en une électrodéposition assistée par un template en polymère présentant des nanopores croisées. L'électrodéposition est faite à partir d'une cathode métallique déposée par pulvérisation sur une face du template. C'est réseaux de nanofils présentent comme avantage d’être stables mécaniquement et autosupportés après dissolution de la membrane, par rapport aux réseaux de nanofils parallèles étudiés précédemment à l'Université Catholique de Louvain. La connectivité électrique offre également la possibilité de réaliser aisément des mesures de magnéto-transport en retirant localement la cathode métallique. Les échantillons étudiés sont des réseaux de nanofils interconnectés de fer (Fe), nickel (Ni), cobalt (Co), permalloy (NiFe) et d'alliage nickel-cobalt (NiCo), ainsi que des multicouches de cobalt/cuivre (Co/Cu). La relation entre les propriétés structurales ou la composition des nanofils et les propriétés magnétiques et de magnéto-transport a été étudiée. La présence de parois de domaines au interconnections des réseaux est mise en avant par des mesures de magnéto-transport. Les mesures de magnéto-transport ont été faites à différentes températures comprises entre 10 Kelvin et la température ambiante, ce qui souligne la dépendance en température du comportement magnétique et de magnéto-transport des réseaux étudiés. Les échantillons ont été séparés en quatre groupes, En premier, les nanofils présentant des propriétés magnétiques d’origine uniquement magnétostatiques. Cela inclut les nanofils de Ni, Fe et NiFe. En second, les nanofils de Co, présentant des propriétés magnétiques influencées par leurs propriétés structurales. Celles-ci sont contrôlées en faisant varier le pH de la solution électrolytique. Troisièmement, l’effet de la fraction atomique de nickel dans les nanofils de NiCo a été étudié. Un modèle mathématique est présenté pour extraire la valeur de la magnétorésistance anisotropique des mesures de magnéto-transport de ces échantillons complexes. Pour finir, des multicouches de Co/Cu qui présentent une magnétorésistance géante de type CPP ont été réalisés et caractérisés. Les résultats obtenus sont cohérents avec ceux obtenus pour les même matériaux bulk, en films fins ou en réseaux de nanofils parallèles, ce qui confirme l’intérêt de telle nano-architectures et ouvre la porte à de futures recherches.Master [120] : ingénieur civil en chimie et science des matériaux, Université catholique de Louvain, 201