23 mars 2016
Au travers du désordre
Contact : Vincent Baltz

Un ordre magnétique fluctuant autorise le passage de plus de spins à travers une interface.

La mise à la résonance d’une couche ferromagnétique engendre une dynamique d’aimantation hors équilibre et génère par conséquent un courant de spin. Si l’interface le permet, le courant de spin se propage de la couche ferromagnétique dans la couche voisine. Cela équivaut à dire que le flux d'air généré par la rotation des pales d'un ventilateur peut se propager dans une pièce voisine si la porte entre les pièces est ouverte. Nos expériences montrent que les spins se propagent plus efficacement dans une zone voisine où l'ordre magnétique est fluctuant plutôt que statique. Fondamentalement, un ordre fluctuant permet à plus d’orientations de spin de passer à travers l'interface.

Les échantillons ont été fabriqués par pulvérisation cathodique. Les mesures de résonance ferromagnétique ont été effectuées dans une cavité résonante à fréquence fixe, champ magnétique et température variables.

Ces résultats expérimentaux vont aider à progresser vers le développement de sources de spin plus efficaces, tout en fournissant une méthode alternative pour sonder les transitions de phase magnétiques. Ce type de méthode alternative est particulièrement nécessaire pour traiter le cas de matériaux en couches minces dépourvus d’aimantation globale, comme les antiferromagnétiques. L’ordre antiferromagnétique pourrait avoir un fort potentiel pour les prochaines générations d’applications de l’électronique de spin, un champ de recherche connu sous le nom de spintronique antiferromagnétique.

Cette étude a été financée par l’agence nationale de la recherche via le contrat ANR-15-CE24-0015-01 ‘JCJC ASTRONICS’. Elle est le fruit de collaborations entre plusieurs services de l’INAC.

L. Frangou, S. Oyarzun, S. Auffret, L. Vila, S. Gambarelli, and V. Baltz (vincent.baltz@cea.fr), Enhanced spin pumping efficiency in antiferromagnetic IrMn thin films around the magnetic phase transition, Phys. Rev. Lett. 116, 077203 (2016).

 

Figure. (a) Schéma qui illustre les deux sources principales d’atténuation des excitations de l’aimantation (M) d’un matériau ferromagnétique pour une tricouche ferromagnétique/non-magnétique/antiferromagnétique (NiFe/Cu/IrMn) : l’atténuation inhérente au ferromagnétique (α0) et l’atténuation liée au courant de spin (IS) généré par les excitations du ferromagnétique, diffusé dans la tricouche puis absorbé/réfléchi par l’IrMn (αp). (b) Evolution thermique (T) de αp pour diverses épaisseurs d’IrMn (tIrMn) qui fait apparaître un nouvel effet de ‘pompage de spin’ (δαp) à la transition de phase magnétique T. (c) Evolution de  avec T qui permet de remonter à la portée des interactions interspins (n0).

 

 

Maj : 23/03/2016 (1164)

 

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