ELECTRONIC STRUCTURE AND MAGNETISM OF INTERFACES : SANDWICHES AND MODULATED STRUCTURES

Résumé
Il est maintenant reconnu que l'un des développements les plus importants pendant la dernière décade a été la préparation de structures synthétiques à une échelle inférieure au micron. L'excitation qui entoure ce développement repose : sur la promesse de production de matériaux aux propriétés désirées par la caractérisation, sur la possibilité d'avoir de nouveaux phénomènes scientifiques à étudier, sur l'obtention de dispositifs aux applications originales à l'aide de matériaux artificiels, n'existant pas dans la nature, - sur, en d'autres mots, une industrie des matériaux à l'échelle de microstructures. Le domaine et la variété des nouveaux phénomènes à étudier est un stimulant défi. Comme exemples de ces matériaux à l'échelle des microstructures citons : les jonctions de films minces de métaux différents magnétiques ou supraconducteurs, ou ..... ; et les structures modulées (ABABA --) de deux matériaux A et B. Dans ce résumé, les résultats des études auto-cohérentes de la structure de bande de tous les électrons à spins polarisés sont présentés pour une jonction de films minces d'AgFe et pour des structures modulées cohérentes de CuNi et PdAu. Dans le cas de grandes mailles élémentaires (jusqu'à 12 couches) de CuNi, les modulations de longueurs d'onde différentes le long des directions [111] et [100] prédisent une réduction des moments magnétiques des atomes de Ni par rapport à leur valeur dans le Ni c.f.c., sans toutefois montrer d'évidence de "couche non magnétique" même dans le cas du système le plus dilué. Les couches de Cu voisines des couches de Ni acquièrent de petits moments magnétiques, mesurables par Résonance Magnétique Nucléaire. Des exhaltations accrues de l'échange sont mises en évidence dans PdAu et discutées en relation avec les observations de Brodsky et Freeman d'une susceptibilité d'échange fortement exhaltée dans les jonctions de films minces de PdAu. Dans le cas de AgFe, nous trouvons que l'Ag fait décroître beaucoup (jusqu'à 2,95 µ_B), le magnétisme exhalté observé sur la surface libre de Fe.

Abstract
It is now recognized that one of the most important developments in the last decade lies in the preparation of synthetic structures on the submicron level. The excitement surrounding this development lies in the promise of producing materials with desired properties to specification, of permitting new scientific phenomena to be investigated and novel device applications to be made on artificial materials not found in nature - in other words, materials engineering on the microstructure scale. The range and variety of new phenomena that can be studied pose an exciting challenge. Examples on the microstructure domain include thin film junctions (sandwiches) of dissimilar metals which are either magnetic or superconducting etc., and modulated structures consisting of alternating layers of materials A and B, i.e. ABABA --. In this paper, results of all-electron self-consistent spin-polarized band structure studies on a AgFe sandwich, and on CuNi and PdAu coherent modulated structures are presented. For CuNi, modulations along [111] and [100] for different wave lengths and supercells up to 12 layers predict Ni moments to be reduced vs. f.c.c. Ni, but no "dead" layers even in the most dilute system. Adjacent Cu layers acquire small magnetic moments, which may be measured by NMR. Increased exchange enhancements are found in PdAu and discussed in relation to the strongly exchange enhanced susceptibility observed in PdAu sandwiches by Brodsky and Freeman. For AgFe we find that the Ag serves to greatly decrease the enhanced magnetism (to 2.95 µ_B) found for the free Fe surface.