Published September 26, 2013 | Version v1
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Soft X-ray Resonant Magnetic Reflectivity: a probe for complex magnetization distribution in thin films

Description

This thesis deals with depth resolved magnetic profile of ultrathin Fe layers studied by soft X-ray Resonant Magnetic Reflectivity (SXRMR). This SXRMR technique combines magneto-optic effects to X-ray scattering, allowing the sensitivity to depth resolved magnetic properties. The derived magnetic profile allows to probe the homogeneity of magnetic properties and to reveal interfacial effect. First, we present the study of a thin Fe film grown on a Ag(116) vicinal substrate and covered by Au. This study reveals a magnetization enhancement of 20 to 30% in the two to three monolayers near both interfaces, whatever the Fe thickness. We have also evidence an inhomogeneity of the out of plane magnetic component at low temperature for sample where the easy magnetization axis is perpendicular to the steps: the out of plane magnetic component is decreased with Fe layer away from the vicinal substrate of Ag. Second, we present the study of a six monolayers thin film of Fe grown on a Cu(100) substrate and covered by Au. Using a new approach to constrain the magnetic parameters, we have highlighted that the temperature dependence of the magnetization is not the same depending on the position of the monolayer inside the Fe thin film. (author)

Abstract (French)

Cette these traite de l'etude de films ultra minces de Fe par reflectivite magnetique resonante de rayons X mous (SXRMR). La technique de SXRMR associe les effets magneto-optiques aux proprietes de diffusions des rayons X, ce qui permet sonder les proprietes magnetiques avec une resolution spatiale en profondeur. Un profil magnetique resolu en profondeur est donc derive des experiences, permettant d'etudier les effets des interfaces sur l'homogeneite des proprietes magnetiques. Dans un premier temps nous presentons l'etude d'un film mince de Fe sur un substrat vicinal d'Ag(116) recouvert par quinze monocouches d'Au. Cette etude revele que l'aimantation est augmentee de 20 a 30% dans les deux a trois monocouches proches des interfaces d'Au et d'Ag, quelque soit la temperature et l'epaisseur de la couche de Fe. Nous avons egalement mis en evidence une inhomogeneite de la composante hors du plan a basse temperature pour des echantillons ayant un axe de facile perpendiculaire aux marches: la composante de l'aimantation hors du plan est de plus en plus grande lorsqu'on se rapproche du substrat vicinal d'Ag. Dans un deuxieme temps, nous presentons l'etude d'un film mince de six monocouches de Fe sur du Cu(100) et recouvert par une couche d'Au. En utilisant une approche originale de contrainte sur les parametres magnetiques, nous avons pu mettre en evidence que la dependance de l'aimantation en fonction de la temperature n'etait pas la meme selon la position de la monocouche dans le film mince de Fe, comme predit theoriquement par Sandratski. (auteur)

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Original title (French)
Reflectivite Magnetique Resonante de rayons X mous: une sonde de la distribution d'aimantation complexe au sein de films minces

Publishing Information

Imprint Pagination
229 p.
Report number
FRNC-TH--10263

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Notes
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