Étude sur la transition de phase ferromagnétique/paramagnétique de nanoagrégats de MnP

La transition de phase entre les états ferromagnétique et paramagnétique de structures composées de nanoagrégats de MnP est ici étudiée. Il a été démontré auparavant que des épicouches de nanoagrégats magnétiques de MnP imbriqués dans une matrice semiconductrice de GaP (GaP:MnP) possèdent une aimantation rémanente au-delà de la température de Curie TC de 291 K du MnP massif. La provenance de cet écart, résultant en un décalage dans la courbe d'aimantation spontanée vers des températures plus élevées, n'est pas tout à fait connue. Plusieurs échantillons ont été fabriqués afin d'analyser qualitativement l'effet des contraintes induites par la matrice de GaP et de la réduction de la taille des nanoagrégats sur cette transition de phase ferromagnétique/paramagnétique: 1) GaP:MnP crus à 600, 650 et 700◦C sur des substrats de GaP(001), 2) couches minces de MnP polycristallines d´eposées sur des substrats de GaP(001) à 550, 600, 650 et 700◦C, 3) couche mince de MnP polycristalline d´eposée sur du verre à 600◦C, 4) nanoagrégats de MnP créés par ablation laser encastrés dans une matrice de polystyrène (Ps:MnP) et 5) monocristal de MnP massif emprunté de chercheurs de l'Université Carnegie Mellon. Le MnP massif sert d'étalon lors de la détermination des températures de Curie. Les Ps:MnP ont été fabriqués par l'ablation par laser femtoseconde avec des puissances de 100, 160, 175 et 200 mW de couches minces de MnP d´eposées sur verre ainsi qu'avec une puissance de 200 mW sur un monocristal , créant différentes distributions de taille et de forme des nanoagrégats. La géométrie, la composition et la structure cristalline de ces nouveaux types de matériau ont été vérifiées par XRD, SEM, TEM et EDS. Les températures de Curie de ces échantillons ont été déduites par cinq méthodes expérimentales. La première, probablement la plus usuelle et la plus citée de toutes, est la méthode du point d'inflexion. Un champ magnétique est appliqué et la température est graduellement variée. TC est établie comme étant la température où un point d'inflexion est présent dans la courbe d'aimantation résultante. La deuxième est la méthode de Smith qui d´etermine l'aimantation spontanée par des courbes d'aimantation isothermiques selon l'axe facile d'un échantillon. L'aimantation spontanée est alors le point où la courbe quitte la droite initiale de désaimantation causée par le mouvement des parois de domaine. L'aimantation spontanée en fonction de la température est ensuite utilisée pour trouver la transition de phase puisqu'elle atteint théoriquement une valeur nulle de manière abrupte à TC. La méthode d'Arrott se sert de la partie linéaire des aimantations élevées au cube en fonction du champ appliqué pour plusieurs températures afin de déterminer TC. L'isotherme dont l'extrapolation des points suivant une droite passe part l'origine est la température de Curie. Quatrièmement, l'aiman