Imagerie Magnéto-optique du retournement de l'aimantation dans des couches minces de La_0,7 Sr_0,3 MnO_3

This PhD thesis deals with the study and the visualization at room temperature of the magnetization reversal process within ferromagnetic manganites thin films of composition La0,7Sr0,3MnO3 (LSMO). In this work, a Magneto Optical Kerr Effect (MOKE) imaging setup was realized and a method enabling vectorial magnetization imaging was proposed. This imaging system was used to study first, the influence of the substrate, which induces strain in the film and second, the influence of the shape of the samples, on the pinning and the magnetic domain reversal process in LSMO thin films. In the case of LSAT ((LaAlO3)0.3(Sr2AlTaO6)0.7) substrate, the compressive stress in the LSMO film induces an out-of-plane magnetization component. The easy axis of magnetisation is in the plane of the film and does not depend on the direction in the plane. The in-plane magnetization switch is found to follow the coherent reversal model. In the case of STO (SrTiO3) substrate, with (001) orientation, the magnetic anisotropy is biaxial in the plane and the magnetization reversal occurs by nucleation and propagation of domain walls. In the case of vicinal STO substrates, the magnetic anisotropy becomes uniaxial and parallel to the steps on the surface of the substrate. Magnetic domain switch occurs by nucleation and propagation if the magnetic field is applied parallel to the atomic steps vicinal. When the magnetic field is applied perpendicular to the steps of the vicinal substrate, the magnetic domain switch follows the coherent reversal model. This work constitutes a first step in the understanding and the control of the magnetic behaviour of spintronic devices.Cette thèse concerne l'étude et la visualisation par imagerie magnéto-optique Kerr à la température ambiante du mode de retournement de l'aimantation au sein de couches minces ferromagnétiques de manganites de composition La0,7Sr0,3MnO3 (LSMO). Au cours du travail de thèse, un banc d'imagerie a été réalisé et une méthode d'imagerie vectorielle de l'aimantation a été proposée. Ce système d'imagerie a été utilisé pour étudier d'une part l'influence du substrat et des contraintes qu'il induit dans la couche mince et d'autre part l'influence de la forme des échantillons, sur le piégeage et le mode de retournement des domaines magnétiques présents dans la couche mince. Dans le cas du substrat LSAT ((LaAlO3)0.3(Sr2AlTaO6)0.7), la compression induite dans la couche mince fait apparaître une composante d'aimantation hors du plan et un plan de facile aimantation sans direction privilégiée dans ce plan. Le retournement des domaines planaires est alors de type cohérent. Dans le cas du substrat STO (SrTiO3), d'orientation (001), l'anisotropie magnétique est biaxiale et le retournement d'aimantation s'opère par nucléation puis propagation de domaines. Dans le cas de substrats vicinaux de STO, l'anisotropie magnétique devient uniaxiale et l'axe de facile aimantation est parallèle aux marches en surface de la couche. Le retournement de domaines se produit par nucléation et propagation dans le cas où le champ magnétique est appliqué parallèlement aux marches du substrat vicinal. Quand le champ magnétique est appliqué perpendiculairement aux marches du substrat vicinal, on assiste à un retournement cohérent des domaines magnétiques. Ces travaux constituent une première étape dans la compréhension et la maîtrise du comportement magnétique de dispositifs spintroniques