en fr Study of magnetic properties of Fe-Dy multilayers by Monte Carlo simulations Etude des propriétés magnétiques de multicouches Fe-Dy par simulations numériques Monte Carlo Report as inadecuate




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1 GPM - Groupe de physique des matériaux

Abstract : Fe-Dy multilayers exhibit interesting magnetic properties depending on the interface nature roughness and interface diffusion. In particular, they may exhibit a perpendicular magnetic anisotropy which is correlated to the existence of an Fe-Dy alloy at the interface. The aim of this work is to investigate the magnetic properties of amorphous Fe-Dy multilayers by Monte Carlo simulations for different concentration profiles. Our model is based on a face centered cubic lattice where each node is a classical Heisenberg spin. We have considered an anisotropy modelbased on a small concentration of uniaxial easy axis in average, the other have a random easy axis. We evidence an inhomogeneous magnetisation profile related to the concentration profile. The Dy magnetic moment dispersion is lower in the case of diffuse concentration profile, contrary to Fe magnetic moment dispersion. Hysteresis loops simulation give a good agreement with experimental results. In particular, our anisotropy model allow an explanation of the hard direction hysteresis loop opening. When the field is applied perpendicular to the layer, the hysteresis loops of the diffuse profile are characteristic of a perpendicular anisotropy.

Résumé : Les multicouches Fe-Dy présentent des propriétés magnétiques particulières en fonction de la nature des interfaces rugosité et interdiffusion aux interfaces. Ainsi, l-apparition d-une anisotropie magnétique perpendiculaire au plan des couches apparaît fortement corrélée à la formation d-un alliage amorphe Fe-Dy à l-interface. L-objectif de ce travail est d-étudier les propriétés magnétiques de multicouches amorphes Fe-Dy par simulations Monte Carlo pour différents types d-interfaces. Nous avons considéré un modèle d-anisotropie magnétique basé sur des résultats expérimentaux qui comprend une faible proportion de sites caractérisés par une direction d-anisotropie magnétique en moyenne uniaxiale, les autres sites ayant une direction d-anisotropie aléatoire. Nous avons mis en évidence l-existence d-un profil d-aimantation inhomogène suivant l-épaisseur de la multicouche fortement dépendant du profil de concentration. La dispersion des moments magnétiques de Dy est plus faible dans le cas d-un profil diffus, contrairement à celle des moments magnétiques de Fe. La simulation de cycles d-hystérésis nous a permis d-obtenir un bon accord qualitatif avec les résultats expérimentaux. En particulier, notre modèle d-anisotropie permet de mettre en évidence l-ouverture des cycles pour un champ appliqué dans le plan des couches en raison de l-influence de l-anisotropie aléatoire. orsque le champ appliqué est perpendiculaire au plan des couches, les cycles d-hystérésis obtenus dans le cas du profil diffus sont caractéristiques d-une anisotropie perpendiculaire.

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Keywords : iron-dysprosium multilayers ferrimagnetism amorphous perpendicular magnetic anisotropy interfacial magnetic domain wall Monte Carlo simulation hysteresis loop Heisenberg spin

Mots-clés : multicouches fer-dysprosium ferrimagnétisme amorphe anisotropie magnétique perpendiculaire paroi de domaines magnétiques d-interface simulation Monte Carlo cycle d-hystérésis spins de Heisenberg





Author: Etienne Talbot -

Source: https://hal.archives-ouvertes.fr/



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