L’europium est une terre rare atypique, divalente, de structure cubique centré et dont les caractéristiques magnétiques (échange-anisotropie-magnétostriction) restent très mal connues. L’étude du comportement magnétique des films épitaxiés d’europium se situe dans le cadre général des travaux menés à Nancy sur les superréseaux à base de terres rares dont les objectifs seront tout d’abord recentrés. L’europium massif présente à 90K une transition paramagnétique-hélicoїdale du premier ordre. Les vecteurs d’ondes des hélices magnétiques s’orientent suivant les directions , faisant apparaître trois types de domaines équivalents. L’application d’un champ magnétique suivant l’une des directions cubiques favorise le domaine associé, au détriment des deux autres qui s’évanouissent progressivement. La croissance épitaxiale de l’europium[110] a été réalisée sur un substrat de saphir recouvert lui même d’une couche tampon de niobium (cc) de paramètre très différent de celui de l’europium, mais de même orientation [110]. La première curiosité de ce système concerne le « clamping » de l’europium sur l’ensemble saphir+Nb et les effets de contraintes dûs notamment à une différence exceptionnelle de coefficient de dilatation thermique entre le film et le substrat. La géométrie du système conduit en particulier à l’apparition de contraintes de cisaillement. L’amplitude des déformations s’avère dépendre de l’épaisseur des échantillons, de leur température, mais aussi subtilement de leur histoire thermique, provoquant des effets d’hystérésis que l’on pourrait rapprocher de ceux rencontrés dans les verres. L’étude magnétique, menée par diffraction de neutrons (LLB-NIST) et diffraction magnétique résonnante de rayons X (ESRF), a mis en évidence trois effets: -Déstabilisation du domaine magnétique de vecteur d’onde situé dans le plan de l échantillon. -Rotation des vecteurs d’ondes orientés initialement le long des directions cubiques situées hors du plan de l’échantillon. -Suppression de la transition du premier ordre (?). Ceci reste en fait à préciser car les effets d’hystérésis magnétique et mécanique viennent se mêler. Des considérations de symétrie et les corrélations entre les amplitudes de déformation et les effets magnétiques nous ont conduit à considérer 2 types de modèles fondés l’un sur la magnétoélasticité d’échange et l’autre sur la magnétostriction, mais entre lesquels il est pour le moment difficile de trancher.
Laboratoire de Physique des Matériaux, Vandoeuvre-lès-Nancy (UMR-7556)