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Structures magnétiques topologiques et symétrie
dans des couches minces de cobalt

Les couches minces magnétiques en sandwich entre deux couches non-magnétiques différentes peuvent montrer des propriétés remarquables. L’absence d’inversion structurelle peut donner lieu notamment à une interaction d’échange antisymétrique : l’interaction Dzyaloshinskii-Moriya (DMI), qui favorise un alignement orthogonal des moments magnétiques, avec un sens de rotation qui dépend du signe de la DMI. La compétition avec l’interaction d’échange Heisenberg, qui favorise un alignement parallèle des moments magnétiques, peut conduire à la stabilisation de textures magnétiques non triviales : parois magnétiques chirales, skyrmions ou spirales de spin. Dans l’équipe Micro- et Nanomagnétisme (MNM), nous étudions les propriétés statiques et dynamiques de ces structures magnétiques, en utilisant principalement la microscopie Kerr au laboratoire et la microscopie à photoémission d’électrons (PEEM) aux centres de rayonnement synchrotron.

Dans ce séminaire, je montrerai quelques résultats récents obtenus sur parois et skyrmions dans des couches ultraminces de cobalt (3 à 5 monocouches) épitaxiées sur W(110). La symétrie cristalline de ces couches donne lieu à l’ anisotropie des propriétés magnétiques qui peut stabiliser des réseaux de domaines magnétiques auto-organisés et des skyrmions elliptiques. Dans des nanostructures, elle peut mener à des demi-skyrmions ou mérons. La stabilisation des différentes structures dépend de l’équilibre entre les différents termes d’énergie.