Anisotropie magnétique du La2NiMnO6 multiferroïque par magnétométrie statique et spectroscopie de résonance ferromagnétique

Dans cette recherche, le comportement magnétique de couches minces épitaxiales composées de double-pérovskite (La2NiMnO6 ou LNMOo) et de simple-pérovskite (LaNi0.5Mn0.5O3 ou LNMOd) est étudié. Cette phase mixte (LNMOm) possède deux transitions magnétiques,soit une pour chaque phase la composant. Il a été démontré précédemment que cette phase possède une température de Curie plus élevée que celle du LNMOo, s'approchant de la température de la pièce. Cette propriété rend possibles des mesures de résonance ferromagnétique à température de la pièce. Des mesures de spectroscopie FMR angulaires ont d'ailleurs été effectuées préalablement, mais l'anisotropie magnétique en résultant n'est pas très bien comprise. Cette étude a donc pour objectif d'améliorer notre compréhension de cette anisotropie et d'en déduire des informations sur la structure des échantillons. Pour ce faire, des échantillons ont été fabriqués par PLD sur trois substrats différents, soit du LSAT(001), LSAT(011) et LSAT(111). Le LSAT a été choisi pour ses propriétés isolantes limitant les pertes dans les cavités micro-ondes de la spectroscopie FMR, ainsi que pour sa surface plus lisse que le LAO. Un échantillon de LNMOm sur LAO(001) a été également fourni par Mangala Singh du laboratoire de matériaux quantiques dans le cadre d'un stage d'été de l'auteur. Certains résultats obtenus sur cet échantillon ont été utilisés dans ce travail. Les échantillons ont d'abord été caractérisés par magnétométrie statique. Tous les échantillons possèdent deux transitions de phase magnétiques, soit celle de la phase desordonnée à basse températre et celle de la phase ordonnée à haute température. Ces tempéeratures de transition ont été déterminées avec précision à l'aide de la méthode du point d'inflexion. La valeur obtenue pour la phase ordonnée a ensuite été vérifiée à l'aide de la méthode de l'effet magnétocalorique, qui a donné exactement les mêmes valeurs. Les résultats obtenus pour tous les échantillons sont une transition de la phase ordonnée entre 268 et 271 K, et une transition de la phase désordonnée entre 60 et 110 K. Une troisième transition à très basse température a également été observée pour certains échantillons. Le volume et la fraction volumique des phases ordonnée et désordonnée ont été estimés en comparant les valeurs d'aimantation à saturation des échantillons avec les valeurs attendues à différentes températures. Des effets thermomagnétiques semblent montrer une texture plus importante dans l'échantillon sur LSAT(111) et moins importante dans l'échantillon sur LSAT(011), ce qui concorde avec les mesures de spectroscopie FMR. Une caractérisation par spectroscopie FMR a ensuite été effectuée. L'anisotropie magnétique des différents échantillons a été étudiée à 24 GHz à température de la pièce. Tous les échantillons ont deux groupes de pics qui semblent être produits par les différentes régions

Abstract

In this research, magnetic properties of thin films composed of both double- (La2NiMnO6 or LNMOo) and simple-perovskites (LaNi0.5Mn0.5O3 ou LNMOd) are studied. This mixt phase (LNMOm) possesses two magnetic transitions; one for each phase present. It has previously been shown that this phase possesses a higher Curie temperature than LNMOo,approaching room temperature. This property makes room temperature ferromagnetic resonance measurements possible. Angular FMR measurement has already been achieved, but the magnetic anisotro y resulting isn't completely understood. The goal of this study is to increase our understanding of this anisotropy to get new informations on the structure of the samples. To achieve this goal, thin films of LNMOm have been deposited by PLD on three different substrates; LSAT(001), LSAT(011) and LSAT(111). LSAT has been chosen for his insulating properties limiting the losses in the microwave cavities used for FMR measurements and for his very smooth surface. One sample of LNMOm on LAO(001) was also fabricated by Mangala Singh from the laboratoire des mat´eriaux quantiques during a summer internship of the author. Some of the results obtained on this sample were used in this work.The samples were first characterized using static magnetometry. All samples possess two magnetic transitions, one at low temperature corresponding to the disordered phase and one at high temperature corresponding to the ordered phase. The temperature of these transitions were obtained with precision using the inflection point method. The high temperature transition was then confirmed using magnetocaloric effect, which gave the exact same values. The transition temperature of the ordered phase of all samples was between 268 and 271 K, while the transition of the disordered phase was between 60 and 110 K. A third transition at really low temperature was observed on some samples. The volume and volumic fraction of the ordered and disordered phases were approximated by comparing the saturated magnetization of each sample with the expected values at different temperatures. Finally, thermomagnetic processes were observed in all samples. These measurements suggests a more complex microstructure in the sample on LSAT(111) than in the sample on LSAT(011) which is consistent with the anisotropy observed by FMR spectroscopy. FMR characterization has then been performed. The magnetic anisotropy of the different samples was studied at 24 GHz and at room temperature. All samples possess two groups of peaks wich are attributed to different parts of the thin film, a wetting film and a region in which the strains are relaxed. The dominant source of anisotropy seems to be magnetostatic, produced by the shape of ordered clusters in the disordered matrix. Four anisotropy axis were observed on the sample grown on LSAT(001), which is consistent with a monoclinic