Dynamique de paroi de domaine sous courant de spin dans des alliages ferrimagnétiques

La manipulation des parois de domaines magnetiques (DWS) avec des courants electriques combine les problematiques de la physique des materiaux magnetiques, l'interaction du magnetisme avec les porteurs polarises en spin et la structure micromagnetique des parois de domaine. Cette thematique est d'une importance cruciale pour les multiples technologies proposees de nos jours telles que la memoire a registre de parois « race track memory » ou les MRAM commutees par propagation de parois. A ce jour, les etudes basees sur des metaux de transition ferromagnetiques ont montre que l'effet du courant sur les parois est trop petit pour les applications proposees. En outre, une veritable comprehension de la propagation de paroi induite par courant exige l'examen de ses deux parametres clefs: la structure interne de la paroi et son comportement dynamique, ainsi que le type de materiaux et d'empilements a l'origine de la generation des courants de spin. Nous nous concentrerons sur des alliages ferrimagnetiques du type Terre Rare / Metal de Transition (RETM), comme GdCo ou TbFe, en raison de leurs proprietes uniques en termes de regimes thermiquement actives dynamiques, leurs grands effets spintroniques. Nous proposons un projet experimental pour determiner les mecanismes qui assurent une propagation sous courant efficace, divise en 2 tâches. 1. Etude de la propagation de paroi dans des alliages ferrimagnetiques terre rare / metal de transition. La structure de paroi peut etre changee dans ces alliages en ajustant l'aimantation a saturation (Ms). De plus, ils permettent d'aborder le cas de la propagation sans aimantation resultante ; ce cas est mal compris mais presente potentiellement une tres haute efficacite, reliee au couplage entre le courant et les sous-reseaux ferrimagnetiques. Les premiers resultats demontrant une propagation de paroi sous courant dans des pistes de TbFe avec grande efficacite ont ete obtenus dans le groupe. 2. Etude exploratoire sur le role de la structure de paroi et l'origine des courants de diffusion de spin crees par le couplage spin-orbite dans des empilements asymetriques de type films non-magnetique / ferromagnetique (NM / FM). En effet, il a ete recemment souligne qu'une combinaison adaptee de la structure de paroi et des courants generes par effet Hall de spin (SHE) dans la couche NM a fort couplage spin-orbite permet d'obtenir une grande efficacite de propagation. Le systeme NM / RETM permet en sus l'etude des courants de spin generes par couplage spin-orbite a l'interieur de la couche magnetique elle-meme, un phenomene a peine etudie. Bien que les alliages amorphes ferrimagnetiques sont connus depuis longtemps, seules quelques equipes ont travaille sur la propagation de parois sous courant dans ces ferrimagnetiques. Les seuls resultats experimentaux clairs ont ete rapportes dans le groupe du Pr H. Awano au Japon. Au cours des dernieres annees, notamment en France et dans l'equipe du LPS, un grand effort a ete mene dans la croissance de couches minces d'alliages de RETM avec des proprietes controlees. L'equipe du LPS est maintenant en mesure de fabriquer des films minces de haute qualite, integres dans des empilements complexes et a deja observe le mouvement d'une paroi de domaine sous courant dans des pistes de TbFe.