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THÈSE
THÈSE
En vue de l’obtention du
DOCTORAT DE L’UNIVERSITÉ DE TOULOUSE
Délivré par : l’Université Toulouse 3 Paul Sabatier (UT3 Paul Sabatier)
Présentée et soutenue le 12/02/2013 par :
Guillermo ORTIZ HERNANDEZ
Elaboration et étude des propriétés physiques de couches minces
monocristallines d’alliage de Heusler à faible amortissement magnétique
pour composants hyperfréquences
JURY
Marc RESPAUD Professeur d’Université Président du Jury
Patrick QUEFFELEC Professeur d’Université Rapporteur
Stéphane ANDRIEU Professeur d’Université Rapporteur
Lionel CALMELS Professeur d’Université Membre du Jury
Thibaut DEVOLDER Chargé de Recherche Membre du Jury
Jamal BEN YOUSSEF Ingénieur de Recherche Membre du Jury invité
Nicolas BIZIERE Chargé de Recherche Membre du Jury invité
Jean-François BOBO Directeur de Recherche Directeur de thèse
Fabrice BOUST Chercheur ONERA Directeur de thèse
École doctorale et spécialité :
SDM : Physique - COR 02
Unité de Recherche :
Centre d’Elaboration de Matériaux et d’Etudes Structurales CEMES-CNRS (UPR8011)
ONERA - Le centre français de recherche aérospatiale
Directeur(s) de Thèse :
Jean-François BOBO et Fabrice BOUST
Rapporteurs :
Patrick QUEFFELEC et Stéphane ANDRIEU

Remerciements
Il arrive le moment de remercier toutes les personnes qui, directement ou indirecte-
ment, ont contribué l’aboutissement de cette thèse. Je n’aurais jamais imaginé que ce
travail demanderait un aussi grand investissement de ma part, mais tout effort vient
forcément avec un grand apprentissage, et c’est exactement cela que ces trois dernières
années représentent pour moi.
Je voudrais d’abord remercier mes directeurs de thèse Jean-François Bobo et Fabrice
Boust, qui ont cru en moi depuis le début. Malgré la distance,vous avez toujours fait
le possible pour me soutenir et m’apporter des conseils précieux. Je voudrais également
remercier Nicolas Bizière. Tu as dédié une très grande quantité de temps et d’énergie
pour me faire avancer. Je peux le dire sans aucune hésitation, tu as été mon troisième
directeur de thèse et je te remercie très sincèrement.
J’aimerais aussi grandement remercier les membres de mon jury. D’abord, Patrick
Quéffélec et Stéphane Andrieu que je remercie d’avoir accepté d’être les rapporteurs de
ma thèse, mais également Thibaut Devolder, Marc Respaud et Lionel Calmels qui ont
accepté de faire partie du jury. Je vous remercie de tous les compliments que vous m’avez
exprimé et de toutes vos remarques fortement intéressantes que vous avez soulevées
pendant ma soutenance. Je voudrais faire une mention spéciale à Jamal Ben Youssef.
Je te remercie du temps que tu m’as consacré pendant mes deux séjours à Brest et de
m’avoir permis d’utiliser ton montage de RFM. Bien étendu, les résultats que j’ai obtenu
ont été essentiels pour la thèse.
Je remercie très sincèrement mes collègues de bureau Isabelle Seguy, Jérôme Vernières
et Mathieu Palosse. J’ai partagé énormément de moments, de conversations et de repas
avec vous et je vous considère comme des personnes extraordinaires.
Je voudrais également remercier des personnes du CEMES. Je remercie Bénédicte
Warot avec qui j’ai partagé le bureau quelques semaines et Christophe Gatel qui m’a
donné de très bons conseils quand j’ai commencé à faire des dépôts. Je remercie parti-
culièrement Etienne Snoeck qui a apporté une grande contribution concernant la partie
liée à la Microscopie électronique, mais qui a également corrigé une partie de ma thèse.
Me gustaria agradecer muy sinceramente Alberto Garcia. El hecho de haber trabajado
juntos fue muy grato para mí y tu participación en mi tésis fué inmensa.
J’aimerais remercier des personnes de l’ONERA. Je remercie Florent Christophe que
je considère comme quelqu’un de très brillant et de très ouvert, François Issac qui m’a
beaucoup aidé à plusieurs reprises et Daniel Prost avec qui j’ai pu avoir des discussions
très intéressantes.

ii
J’aimerais remercier tous les doctorants et postdoctorants que j’ai pu croiser pendant
ces trois dernières années. En plus des échanges liés au travail, j’ai eu de très agréables
temps de détente, ainsi que des soirées que je considère comme nécessaires pour le bon
déroulement d’un travail comme celui-ci.
Llega el momento de agradecer a mi familia. Esta es una parte muy importante para
mí ya que no sería el ser humano que soy ahora si no fuera por ellos. Quiero comenzar
agradeciendo a mis padres Angélica y Guillermo quienes siempre han estado dispuestos
a sacrificar todo por mis hermanos y por mí. Son mi más grande ejemplo a seguir y les
agradezco de haberme enseñado a ver la vida de la manera que lo hago. Espero que con
los éxitos que he podido lograr hasta ahora, haya podido aportarles un mínimo de toda
la felicidad que se merecen. Quiero agradecer a mis hermanos Diego, Alonso y Emilio
quienes son uno de mis mas grandes motores en la vida. A pesar de la distancia, quiero
que sepan que siempre están en mis pensamientos y siempre me esfuerzo para que puedan
estar orgullosos de mí. Me gustaría agradecer a mi abuelos y bisabuelos Estela, Rosario,
Angelina, Isidro y Onésimo quienes siempre han sabido mostrar una gran fortaleza y una
gran calidad humana, de las cuales he aprendido enormemente. Quiero agradecer a todos
mis tíos y primos. Desafortunadamente no puedo incluir el nombre de cada uno de ustedes
debido al gran espacio que ocuparía una tal lista, pero les agradezco infinitamente.
J’aimerais remercier également Marion, Roseline, Graziella, Jean et Lucien. Je vous
considère comme ma famille de France et je vous remercie de me supporter et de veiller
sur moi depuis que j’ai eu le plaisir de vous rencontrer. Une grande partie de cette réussite
vous revient car c’est grâce à vous que j’arrive à me sentir ici comme chez moi.
Enfin, je te remercie Claire, de tous les moments magiques et de tous les merveilleux
souvenirs que nous avons pu créer jusqu’aujourd’hui. Je vie pour toi et tout ce que je
suis, je te le dédie.

Table des matières
Introduction générale 1
I Contexte, dynamique de l’aimantation et techniques expérimen-
tales 5
1 Les matériaux magnétiques 7
1.1 Lesdifférentesformesdemagnétisme..................... 7
1.1.1 Diamagnétisme............................. 8
1.1.2 Paramagnétisme ............................ 8
1.1.3 Ferromagnétisme............................ 8
1.1.4 Antiferromagnétisme.......................... 10
1.1.5 Ferrimagnétisme ............................ 10
1.2 Matériauxmagnétiquespourleshyperfréquences .............. 10
1.2.1 Lesdispositifshyperfréquences .................... 12
1.2.2 Lesferrites ............................... 12
1.2.3 Lesmatériauxferromagnétiques.................... 14
1.2.4 Lesmulticouchesferro-antiferro.................... 15
1.2.5 Lesmulticoucheferromagnétique/ferroélectrique .......... 15
1.3 Matériauxmagnétiquespourlaspintronique................. 15
1.3.1 MagnétorésistanceGéante....................... 16
1.3.2 MagnétorésistanceTunnel....................... 17
1.3.3 Systèmeslogiquesàbased’ondesdespin............... 17
1.4 Les alliages Heusler ............................... 18
1.4.1 Structure cristalline .......................... 18
1.4.2 AlliagesHeuslersousformedecouchesminces............ 19
1.4.3 Les applications ............................. 21
1.5 Conclusionduchapitre............................. 23
2 La dynamique de l’aimantation 25
2.1 La précession de l’aimantation et l’équation du mouvement ........ 25
2.2 Susceptibilité magnétique ........................... 27
2.2.1 Susceptibilité magnétique sans pertes ................. 27