Institut des
NanoSciences de Paris
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Soutenance de thèse de Christian Hébert - Mardi 25 avril 2017 à 14 h

Christian Hébert, ingénieur d’études dans les équipes Couches nanométriques - formation interfaces et défauts et Croissance et propriétés de systèmes hybrides en couches minces de l’INSP.

INSP - UPMC - 4 place Jussieu - 75005 Paris - Barre 22-23, 3e étage, salle 317

« Films Minces Nanocomposites (ZnxFe1-xO1+d) : Phases Wurtzite, Sel Gemme et Spinelle »

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Résumé

Cette thèse porte sur la croissance de films minces d’oxydes de zinc/fer (ZnxFe1-xO1+d) par ablation laser pulsée (PLD) et sur la possibilité de contrôler leurs propriétés structurales et physico-chimiques en variant les conditions d’élaboration : pression d’oxygène et température de croissance, proportions respectives de zinc/fer. Pour de fortes valeurs de x (x > 65%), les films sont monophasés de structure wurtzite type ZnO (films Fe:ZnO), avec une transparence optique dans la gamme UV-visible de 80% mais sans propriété ferromagnétique ; en fonction de leur teneur en fer (1-x), ils évoluent de très bons conducteurs électriques à quasi-isolants. Pour de faibles valeurs de x (x < 15%), les films sont également monophasés de structure spinelle type Fe3O4 (films Zn:Fe3O4). Ils présentent de très bonnes propriétés ferromagnétiques dès la température ambiante ainsi qu’une bonne conductivité électrique, les effets de localisation des porteurs de charge se manifestant en dessous de la température de Verwey. Le nombre de parois d’antiphase peut être diminué par une croissance en deux étapes, comme l’atteste les mesures de magnétorésistance. Aux taux intermédiaires de zinc (15% < x < 65%), les films sont nano-composites. Dans le cas d’une coexistence des phases Fe:ZnO et Zn:Fe3O4, la bonne conductivité de Zn:Fe3O4 jointe à la multiplicité des variantes épitaxiales et donc des interfaces fournit un matériau adapté à la thermoélectricité. Dans le cas d’une coexistence de la phase ferrromagnétique Zn:Fe3O4 avec la phase Zn:FeO antiferromagnétique de type sel gemme, un fort couplage d’échange ainsi qu’une anisotropie magnétique perpendiculaire élevée sont mis en évidence.

Légende image : Film nanocomposite wurtzite et spinelle (HRTEM)

Jury

  • Nathalie Jedrecy (Professeure des universités, INSP), Directrice de thèse
  • Chantal Leborgne (Professeure des universités, GREMI, Université d’Orléans), Rapportrice
  • Jacques Perriere, (Directeur de recherche émérite, INSP), Invité
  • Xavier Portier (Professeur des universités, ENSICAEN / CEA / CNRS / CIMAP), Examinateur
  • Philippe Sainctavit, (Directeur de recherche, IMPMC), Examinateur
  • Martine Soyer (CEA / DFR / IRAMIS), Rapportrice