Mesurer la désaimantation ultrarapide d’un film aimanté

2 août 2010


Télécharger le PDF

Afin d’augmenter la vitesse de lecture-écriture de l’information sur des supports magnétiques de stockage d’information, il est indispensable de connaître précisément les mécanismes mis en jeu. L’une des difficultés de cette tâche provient de la double origine du magnétisme : telle une petite boussole, chaque électron est un aimant élémentaire, et tel un petit électroaimant, chaque électron crée un champ magnétique par son mouvement rapide autour des noyaux atomiques. Des physiciens de l’Institut de physique et chimie des matériaux de Strasbourg (IPCMS – CNRS / Univ. Strasbourg), en collaboration avec une équipe allemande du synchrotron BESSY de Berlin, ont mesuré l’évolution temporelle des deux contributions de l’aimantation d’un échantillon. Ils ont combiné des impulsions laser ultrarapides provoquant la désaimantation d’un échantillon aimanté et une mesure de l’aimantation grâce à des flashes de rayons X. Ce travail a fait l’objet d’une publication dans la revue Nature.

Ils ont analysé la désaimantation d’un film magnétique de Cobalt-Paladium. Dans l’expérience, le film aimanté est soumis à une impulsion laser ultracourte (quelques femtosecondes) qui provoque sa désaimantation. Ils ont ensuite mesuré l’absorption d’un flash de rayon X d’une durée équivalente mais décalée dans le temps. Ils ont alors constaté que la variation de l’aimantation due aux courants électriques élémentaires est 30% plus rapide (soit 60 femtosecondes) que celle qui est associée à l’aimantation intrinsèque des électrons. Ce résultat ouvre des perspectives intéressantes pour le contrôle de dispositifs magnéto-optiques ultra-rapides.

: Illustration de la dynamique femtoseconde des moments angulaires orbital L_z(t) et de spin S_z(t) observés dans un film magnétique excité avec des impulsions laser dans le proche infra-rouge et sondé avec des Rayons X.

En savoir plus

Distinguishing the ultrafast dynamics of spin and orbital moments in solids, C. Boeglin, E. Beaurepaire, V. Halté, V. Lopez-Flores, C. Stamm, N. Pontius, H. A. Dürr & J.-Y. Bigot, Nature , 465, 458-461 (27 May 2010).