Fabrication et caractérisation d'hétérostructures CoFe2O4-SrRuO3 auto-assemblées : vers le photo-contrôle de l'aimantation dans des nanocomposites en épitaxie verticale

Cette thèse explore la possibilité de concevoir de nouveaux nanocomposites auto-assemblés combinant des propriétés photostrictives et magnétostrictives, avec des applications potentielles à long terme dans le stockage d'informations magnétiques à haute densité et économe en énergie. Le système archétypal analysé dans ce travail, appelé nanocomposite à alignement vertical (VAN), consiste en un film mince auto-assemblé, entièrement épitaxial et abritant un réseau dense de nanofils de CoFe2O4 (CFO) intégrés dans une matrice de SrRuO3 (SRO), avec des diamètres de l'ordre de 10 nm, plus petit que ce que permettent les techniques actuelles basées sur le remplissage de gabarits. Les objectifs principaux de cette thèse sont la croissance et la caractérisation expérimentale du VAN à nanofils-matrice, reliant l'architecture, la structure cristalline et la composition du système au comportement magnétique observé. La grande variété de techniques expérimentales et numériques utilisées dans ce travail, telles que la diffraction des rayons X (XRD), la microscopie électronique à balayage/transmission (SEM, TEM), la microscopie à force atomique (AFM), la spectroscopie Raman, la magnétométrie à échantillon vibrant (VSM), le dichroïsme circulaire magnétique des rayons X (XMCD), la diffusion magnétique résonante des rayons X (XRMS) et les simulations par la méthode des éléments finis, fournissent une description complète et cohérente de ce système, de ses propriétés macroscopiques jusqu'à ses propriétés à l'échelle atomique. Les résultats clés incluent la caractérisation des dilatations photo-induites dans les films minces de SrRuO3, ainsi qu'une description du comportement magnétique du VAN CoFe2O4-SrRuO3 qui s’appuie sur une analyse approfondie de sa structure cristalline et sur sa composition à l'échelle atomique. En particulier, cette thèse cherche à mettre en évidence les propriétés qui compromettent la fonctionnalité du système, offrant ainsi une avancée significative pour le développement ultérieur d'hétérostructures VAN magnétostrictives visant à piloter les propriétés magnétiques avec la lumière.