Etude des propriétés structurales et magnétiques des couches minces nanostructurées Ni75Fe25 déposées sur un substrat du verre

Abstract

Nous avons étudié l’effet de l’épaisseur et de substrat sur les propriétés structurales et magnétiques des couches minces de Ni75Fe25 (Permalloy : Py) élaborés par évaporation sous vide. Les films de Py ont été évaporés sur des substrats de verre, les épaisseurs des couches minces varient entre 50 et 260 nm. Les spectres de diffraction X en mode rasante (GIXRD) montrent une orientation préférentielle dans la direction <111> pour les films de faible épaisseur. Alors que les couches minces de plus grandes épaisseurs exhibent une orientation aléatoire polycstalline. La taille des grains augmente et le paramètre de maille diminue lorsque l’épaisseur augmente. Les courbes d’hystérésis montrent que le champ coercitif Hc diminue le moment magnétique augmente avec l’augmentation de l’épaisseur. Les films Ni75Fe25 déposées sur verre présentent une faible valeur de la coercivité de l’ordre de 1,5 Oe pour épaisseur 250nm et une grande valeur du moment magnétique. Afin de déterminer les propriétés mécaniques qu’ils ont inaccessibles de trouver par l’expérience et influe considérablement sur ces propriétés structurales et magnétiques nous avons effectué une étude théorique des propriétés physique de système Ni3Fe (Ni75Fe25) par modélisation physique, la méthode de la théorie de la densité fonctionnelle DFT. Les calculs de principe de DFT dans l'approximation GGA ont été utilisés pour étudier la stabilité structurale, les propriétés élastiques, électroniques et magnétiques de matériau Ni3Fe. Nous avons trouvé que la configuration ferromagnétique de system Ni3Fe de space groupe Pm-3m est stable par rapport à l'état non magnétique. La stabilité de la configuration ferromagnétique de Ni3Fe est confirmée par les énergies de cohésion calculées. Les critères de stabilité mécanique montrent que le composé Ni3Fe est stable dans la structure de space groupe (Pm3m) régulière. L'origine du ferromagnétisme dans le Ni3Fe est principalement due à la contribution des états 3d du nickel (Ni). Le moment magnétique total calculé de Ni3Fe est de 4.729 µB,. Les structures électroniques pour les deux directions de spins ont révélé une nature métallique. Par conséquent, les résultats des propriétés électroniques et magnétiques suggèrent que le matériau Ni3Fe (Pm3m) est un ferromagnétique métallique sans demi-métallicité.