Spin-Orbit effect in ferrimagnetic thin film

Un fort intérêt se porte actuellement sur l'influence du couplage spin-orbite sur les propriétés de transport. Notamment la possibilité de retourner l’aimantation grâce au couple spin-orbite (SOT). Afin d’envisager l’utilisation du SOT pour des applications dans le domaine de l’électronique de spin il est nécessaire de réduire le courant critique nécessaire au retournement et diminuer ou éliminer le champ magnétique externe planaire appliqué. Mon travail de thèse concerne l’étude expérimentale de systèmes bicouches métaux lourds/ ferrimagnétique (W/ CoxTb1−x ou Pt / CoxTb1−x ). Dans les alliages ferrimagnétiques, l’aimantation du sous réseau du Cobalt est couplé antiparallèlement à l’aimantation du sous réseau de Terbium. Ces alliages sont particulièrement intéressants car pour une certaine concentration, il existe une température pour laquelle l’aimantation des deux sous réseaux sont égales et donc que l’aimantation résultante est nulle. Dans un premier temps j’ai caractérisé ces systèmes par magnétométrie et par mesures de résistance Hall anomale pour des températures allant de 10 à 350 K. Les expériences de renversement d’aimantation induite par le courant ont été effectuées dans une géométrie « couple Spin-orbite » (SOT) où les impulsions de courant sont injectées dans le plan et le retournement de l’aimantation est détectée par la mesure de la résistance de Hall. Le retournement complet de l'aimantation a été observée dans tous les échantillons. Le courant de retournement varie de façon continue avec la composition de l’alliage et nous n’avons pas observé une réduction de celui-ci au point de compensation malgré la forte augmentation de l’efficacité du SOT. Un modèle basé sur les équations de Landau-Lifschitz-Gilbert couplées montre que la densité du courant de retournement est proportionnelle à l’anisotropie perpendiculaire effective, qui ne diminue pas au point de compensation. Bien que le TbCo possède une forte anisotropie magnétique perpendiculaire, le retournement se produit pour un champ magnétique planaire faible. Nous avons pu montrer que le chauffage provoqué par le courant joue un rôle important. En effet le retournement semble se produire à une température de commutation caractéristique Tswitch induite par le chauffage Joule qui est supérieure aux températures de compensation magnétique et angulaire mais inférieure à sa température de Curie (TC). Tout se passe comme s’il fallait atteindre une température proche de TC pour que le retournemen