Matériaux pour dispositifs utilisant le déplacement de domaines magnétiques
Résumé
En nous appuyant sur des études menées au L. E. T. I. depuis plusieurs années, nous exposons les problèmes inhérents à l'obtention de matériaux pour dispositifs de mémorisation utilisant le déplacement de domaines magnétiques. Après un bref rappel du principe de fonctionnement de ces dispositifs et des performances à atteindre pour les rendre économiquement intéressants, nous décrivons les propriétés magnétiques statiques et dynamiques que doivent présenter les matériaux pour être utilisables. Facteur de qualité, longueur caractéristique, diamètre minimum et vitesse de déplacement des domaines, sont explicités en fonction des grandeurs magnétiques fondamentales. Nous passons ensuite en revue les différents matériaux étudiés jusqu'ici et leur méthode de préparation. Les orthoferrites de terres rares, simples ou substitués, élaborés par différentes méthodes ont été les premiers monocristaux envisagés ; ils ont été délaissés devant les difficultés rencontrées pour y abaisser au-dessous de quelques dizaines de microns le diamètre des domaines magnétiques. Des conclusions similaires ont été tirées d'études réalisées sur d'autres matériaux non cubiques. La fabrication, par épitaxie, de films d'oxydes mixtes à structure grenat dans lesquels une anisotropie uniaxiale est induite pendant la croissance, soit par l'établissement d'un gradient de concentration, soit par des contraintes magnétostrictives, permet de disposer de matériaux qui satisfont toutes les propriétés requises. Nous décrivons les trois méthodes de croissance épitaxique utilisées — solvants, transport en phase vapeur, synthèse hydrothermale — et en discutons les avantages et les difficultés à partir de résultats récents. Bien que les couches monocristallines obtenues actuellement soient pratiquement exemptes de défauts et aient atteint une qualité propre à l'industrialisation, ces matériaux restent d'élaboration délicate et coûteuse. Ces remarques justifient les recherches entreprises récemment pour remplacer les matériaux cristallisés étudiés jusqu'ici par des couches minces d'alliages ferrimagnétiques amorphes.
Mots clés
epitaxial growth
ferrites
garnets
magnetic bubbles
magnetic domains
magnetic film stores
magnetic thin films
rare earth compounds
static magnetic properties
stress induced uniaxial anisotropy
magnetic domain displacement
bubble domain memories
dynamic magnetic properties
materials
growth methods
rare earth orthoferrites
stable bubble size
heteroepitaxial garnet films
growth induced uniaxial anisotropy
economic techniques
epitaxial films
chemical vapour deposition
hydrothermal synthesis
liquid phase epitaxy
single crystal films
thin amorphous ferromagnetic films
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