Numéro
J. Phys. Colloques
Volume 29, Numéro C2, Février-Mars 1968
COLLOQUE SUR LES PROPRIÉTÉS ÉLECTRONIQUES DES COUCHES MINCES
Page(s) C2-128 - C2-139
DOI http://dx.doi.org/10.1051/jphyscol:1968219
COLLOQUE SUR LES PROPRIÉTÉS ÉLECTRONIQUES DES COUCHES MINCES

J. Phys. Colloques 29 (1968) C2-128-C2-139

DOI: 10.1051/jphyscol:1968219

ONDES DE SPIN DANS DES COUCHES DE PERMALLOY EN CONTACT AVEC DU FeNiMn (ANTIFERROMAGNÉTIQUE) OU DU GADOLINIUM

B. WAKSMANN, R. BUDER, P. ESCUDIER, C. F. KOOI and O. MASSENET

Laboratoire d'électrostatique et de physique du métal service des couches minces et de l'ultra-vide B. P. 319, 38 - Grenoble


Résumé
Nous avons étudié les résonances d'ondes de spin, premièrement dans des couches de permalloy (81 % Ni, 19 % Fe) seules ; deuxièmement dans des systèmes composés d'une couche de permalloy en contact sur une de ses faces avec, soit une couche antiferromagnétique de FeNiMn (50 % Mn, 50 % permalloy), soit une couche de gadolinium. Les couches de permalloy seules sont épitaxiales, et ont été déposées sous vide classique (< 10-6 torr). Les modes supérieurs d'ondes de spin, avec H perpendiculaire à la couche, y sont très faiblement excités. Ceci indique d'une part une très bonne homogénéité de l'aimantation à l'intérieur de la couche, et d'autre part, un très faible blocage de cette aimantation sur les surfaces. Du rapport entre l'intensité du mode principal et celles de modes d'ordre supérieur, nous déduisons que la constante d'anisotropie de surface Ks est inférieure à 0,1 erg/cm2. Sur l'une des faces d'une couche de permalloy de ce type, nous avons déposé une couche de FeNiMn. Dans ce cas, un couplage ferro-antiferromagnétique existe entre le permalloy et le FeNiMn. Nous observons qu'un effet de ce couplage est de faire apparaître des modes supérieurs d'ondes de spin de symétrie impaire. Ceci résulte d'un blocage de l'aimantation du permalloy sur l'une des deux faces, par suite du couplage avec le système de spins statiques du composé antiferromagnétique. Les intensités de ces nouveaux modes décroissent lorsque la température s'élève, et ils disparaissent à la température pour laquelle le FeNiMn n'est plus antiferromagnétique. Enfin, nous avons étudié les résonances des ondes de spin dans des systèmes composés d'une couche de permalloy en contact avec une couche de gadolinium. L'ensemble est polycristallin et déposé sous ultra-vide (5 x 10-9 torr). Les résonances sont observées en fonction de la température entre 100 °K et 400 °K. Les résultats obtenus sont expliqués en considérant que les deux couches constituent un système d'oscillateurs couplés, dont les fréquences propres, directement liées à leurs aimantations spontanées, varient avec la température et se croisent à une température entre 0 °K et 300 °K.


Abstract
We have studied spin wave resonance in both single layer films of permalloy (81 % Ni, 19 % Fe), and in double layer films composed of permalloy on which an antiferromagnetic layer of FeNiMn (50 % permalloy, 50 % Mn) or a layer of gadolinium is evaporated. The single layer films of permalloy are epitaxial films deposited under classical vaccuum (< 10-6 torr). For these films the higher order modes for H perpendicular to the film are very weakly excited, which indicates excellent homogeneity and very weak surface spin pinning. From the ratio of the higher order mode intensities to the principal mode intensity, we calculate the surface anisotropy constant, Ks to be less than 0.1 erg/cm2. On one of the surfaces of such a permalloy film we deposit a film of FeNiMn, in which case a ferro-antiferromagnetic coupling between the two films is found to exist. This coupling pins the spins at one surface of the permalloy film, allowing spin wave modes of odd symmetry to be excited. The intensities of these modes decrease as the temperature is raised, and disappear when the FeNiMn is no longer antiferromagnetic. We have also studied spin wave resonances in polycrystalline double layer films of gadolinium on permalloy deposited at 5 x 10-9 torr. The spin wave resonances, observed as a function of temperature between 100 °K and 400 °K, are those corresponding to two coupled oscillators, whose frequencies, being directly proportional to their magnetizations, vary with temperature and cross at temperatures between 0 °K and 300 °K.