Résoudre le mystère de la désaimantation ultrarapide dans des systemes ferromagnétiques-métaux lourds – UNANYM

Notre société actuelle dépend de plus en plus de la disponibilité d'une communication plus rapide dans des appareils toujours plus petits. Pour soutenir ce progrès technologique, de nouvelles idées fondamentales sont nécessaires. Dans ce sens, la découverte d'une aimantation ultrarapide induite optiquement, il y a plus d'un quart de siècle, a suscité un énorme intérêt. Cependant, le transfert du moment angulaire entre différents réservoirs, reste une question ouverte qui intrigue les chercheurs dans leur quête d'une description microscopique de la dynamique ultrarapide du spin. Dans ce contexte, les films minces à base d’aimant ferromagnétique et de métal lourd (FM-HM) ont été largement utilisés pour étudier la dynamique ultra-rapide de l'aimantation. Ces études ont donné lieu à une série de résultats intéressants, qui ont mené à l'élaboration de plusieurs théories. Cependant, le manque de cohérence des propriétés des échantillons et des différentes techniques expérimentales appliquées, donne lieu a des résultats et interprétations contradictoires dans ces systèmes importants pour les applications spintroniques. L'objectif final de ce projet est donc de comprendre quelle est l'interaction entre les dynamiques d'aimantation intrinsèque et induite dans les systèmes FM-HM afin de les utiliser de manière robuste pour les futurs dispositifs magnéto-photoniques intégrés. Pour ce faire, je me concentrerai sur la dynamique d'aimantation ultrarapide induite par des impulsions laser ultracourtes dans des systèmes Co-Pt. Pour sonder simultanément la dynamique d’aimantation de ces deux éléments j’utiliserai mon expertise sur les expériences résolues en temps utilisant des impulsions ultra-courte de rayons X mous ou de rayon ultraviolet extrême. Tout d'abord, j’effectuerai des mesures systématiques : avec la même technique sur différents échantillons, et avec le même échantillon en utilisant plusieurs techniques. Ceci me permettra de déterminer quelles propriétés intrinsèques (anisotropie magnétique, stœchiométrie de échantillon, qualité des interfaces) sont à l'origine des différentes dynamiques d'aimantation du FM et HM. Ensuite, je quantifierai quelle est la relation entre le transfert de spin inter-site induit optiquement et le transport de spin superdiffusif, afin de proposer une compréhension UNANYme du mécanisme microscopique à l'origine de l'aimantation ultrarapide dans les composés FM-HM.