1. BURSUC e t al. : Contribution A l’ittude de I’aimantation 1027

phys. stat. sol. 7, 1027 (1964)

Laboratoire d’Electricitd, Universiti A. I. Cuza, Jassy

Contribution B 1’Btude de l’ainiantation des couches hlectrolytiques de I’alliage de Ni-Fe, sous I’action simultanhe d’un champ magnhtique circulaire alternatif et d’un champ

longitudinal continu Par

I. BURSUC, P. APOSTOL et A. OJOG

La magnetisation des couches Blectrolytiques de l’alliage Ni-Fe avec diffbrentes compo- sit.ions deposees sur des fils de cuivre, sous l’action simultanee d’un champ circulaire alter- natif H , e t d’un champ longitudinal continu H Z (ph6nornAne d’inductions magnktiques alternatives) varie en fonction de 1’6paisseur des couches et de la composition de l’alliage; elle est plus petite pour les couches plus minces et pour celles qui ont une plus petite concentration de fer. Des courbes a = f ( H , ) , it H Z = const on peut deduire les valeurs du champ coercitif H,,

si l’on considhe que la valeur est approximativement itgale it celle du champ H , oh le ph6- nomkne augmente brusquement. Les valeurs deduites sont comparables it celles qu’on obtient par d’autres m&hodes [15].

Sous l’action de la traction jusqu’h la limite de l’elasticite, le ph6iiomAne diminue. Ce comportement ne correspond pas dans certains cas it celui qu’on connait pour les alliages de Ni-Fe en &tat massif. Les effets de la traction se rnodifient en presence des champs HZ relativement grands. La couche de 200 nm avec 10% Fe se comporte positivenient mag& tostrictive iL H I > 11 Oe. A des temperatures basses le ph6nomAne diminue et commence iL des valeurs plus grandes du champ H,.

Diinne Schichten aus Kickel-Eisen-Legierungen verschiedener Zusammensetzung sind elektrolytisch auf Kupferdrahten abgeschieden worden. Ihre Magnetisierung verandert sich bei einer simultanen Einwirkung eines zirkularen Wechselfeldes H, und eines longitudinalen Gleichfeldes HZ (Magnetische Wechselinduktion) als Funktion der Schichtdicke und der Zusammensetzung der Schicht. Sie ist fur diinne Schichten und fur Schichten, die eine ge- ringe Eisenkonzentration enthalten, geringer.

Aus den Kurven a = f ( H a ) konnen fur H Z = const. die Werte fur die Koerzitivfeldstarke H , entnommen nerden. Dabei nird angenonimen, daD der Wert von H , annahrend dem H , -Wert entspricht, bei dem der Effekt stark ansteigt. Die erhaltenen Ergebnisse sind ver- gleichbar mit den mit anderen Methoden erhaltenen Resultaten 1151.

Unter dem EinfluD einer Dehnung unterhalb der Elastizitatsgrenze nimmt der Effekt ab. Das entspricht nicht immer dem fur massive Ni-Fe-Legierungen gefundenen Verhalten. Die Dehnungseffekte andern sich bei relativ groBen Feldern HI. Die Schicht mit einer Dicke von 200 nm und einem l0%igen Fe-Zusatz verhalt sich bei Hz > 11 Oe positiv magneto- striktiv. Bei tiefen Temperaturen nimmt der Effekt ab und tritt erst bei gro8eren Feld- starken H a auf.

1. Introduction

Un fil d’une substance ferromagnktique sous l’action d’un champ circulaire alternatif H , - crkk par le courant qui traverse le fil - et sous l’action d’un champ longitudinal continu H L s’aimante. L’aimantation qui a lieu dans ce cas est mise en evidence par la f.e.m. induite dans une bobine, coaxiale au fil. Ce

1028 I. BURSUC, P. APOSTOL e t A. OJOG

,,phBnomkne d’inductions magnhtiques alternatives“ a BtB obtenu par S. PROCOPIU en 1930 [l]. T. HOFBAUER et M. ROCH l’ont nomme ,,effet Procopiu“ [2].

L’aimantation produite par ce phhnomkne a Bte Btudii: par S. PROCOPIU et ses Blkves sur des fils de Fe et Ni sous l’influence du champ longitudinal, de la traction et de la torsion [3, 4 ,5 , 6, 71, et sous l’influence de la temperature [8] ainsi que sur des couches minces de Ni, Fe et Co [9, 10, 111. Par ce procBde d’aimantation on a determine hgalement outre d’autres, grandeurs, la grosseur critique des couches electrolytiques de Fe [12, 131 et on a Btabli un rapport entre la forme des induc- tions magnetiques alternatives e t la forme de la courbe d’hystkrksis [14].

Les possibilith d’htude par ce genre d’aimantation ainsi que le dispositif ex- perimental simple - par amplification on augmente la sensibilith - explique le nombre relativement grand de travaux effectuBs dans ce domaine.

Les minces couches ferromagnetiques se sont dBpos6es par voie dectrolytique sur des fils de substance non-magnhtique, elIes peuvent &tre dhposhes aussi par une autre voie, mais dans ce cas, il faut tenir compte, lors du calcul de l’intensith du champ alternatif Ha, du fait que le support a une autre forme. L’bchantillon sous forme de fil prBsente certains avantages de travail et avec les minces couches cylindriques il existe la possibilith de dkterminer le champ de fapon plus precise B la surface de celles-ci.

Nous donnons, dans le present travail, quelques resultats sur ce genre d’aiman- tation sous l’action de champ circulaire alternatif Ha et du champ longitudinal H I sur des couches electrolytiques dc l’alliage de Ni-Fe, avec diffhrentes compo- sitions, deposees sur des fils de cuivre. En m i k e temps nous avons voulu con- stater, dans quelle mesure les proprietes magnhtiques, deduites dans ce cas de certaines modifications de l’aimantation sous l’influence des trois facteurs princi- paux: le champ magnktique, les tractions mitcaniques et la temperature, sont comparables B ceux qu’on etablit par d’autres mhthodes. Les valeurs de la traction ne dhpassaient pas la limite d’Blasticit6 du fil support.

Quant B l’influence de la temperature sur ce phknomkne d’aimantation, on a fait les premikres experiences B des temperatures comprises entre 293 “K et 93 OH.

2. Mode de travail Les minces couches de l’alliage de Ni-Fe se sont deposBes par voie Blectrolytique.

On a utilisB comme support des fils de cuivre de 1 , l mm de diamktre. Le nettoyage des fils a 6tB fait avec des abrasives fines en contr6lant 1’6tat de leur surface au microscope mBtallographique. Dans certaines experiences on a employe des fils sur lesquels s’est deposee anterieurement par l’Blectrolyse, une couche mince de Cu ou de Ag. Les determinations effectukes ont montre que les propri- ittes magnetiques des couches, deposees sur des fils traitks de fapon diffhrente, ne se modifient pas.

Pour le dBpBt des couches on a utilise l’klectrolyte de base form6 de G O g de NiSO,, de 15 g d’acide borique et de 15 g de K-Na-tartrat ?L 1000 em3 d’eau bidiscil16e indiqui! par L. REIMER dans son travail [ E l .

On a ajouth B cette solution des quantites differentes de FeSO, pour obtenir des alliages avec differents pourcentages des Ni et Fe. Les quantites de FeSO, ajouthes B la solution ont 6t6 calculees d’aprks les courbes donnees par RAUB et WALTER dans leur travail [16] oh est determilike la concentration en Fe de l’alliage en fonction de la concentration de ions de Fe de la solution. Aprks quelques tentatives preliminaires avec des couches de m6me grosseur et de pourcentages

Contribution B 1’Btude de l’aimantation des couches Blectrolytiques 1029

differents de Fe et de Ni, nous nous sommes proposes d’utiliser les alliages Ni-Fe 60y0, Ni-Fe 40%, Ni-Fe 20% et Ni-Fe 10%; dans le but de suivrelamodification de ce genre d’aimantation en fonction de la composition de l’alliage. Le pourcentage de Fe, calcule d’aprhs les graffiques du travail [16] B Bt i : ensuite determini: &gale- ment par des analyses quantitatives. Les determinations effectukes ont montre que pour obtenir un certain pourcentage de Fe et des couches avec de bonnes propribtks, outre le fait qu’il est necessaire de calculer de faqon precise la quantitk de FeSO,, la solution doit avoir un pH dont la valeur varie peu au cours de dBp6t; dans notre cas la valeur du pH varie entre 2 et 3. Pendant le dQpBt la cathode 6tait tournee lentement d‘un mouvement aussi uniforme que possible. Les dhp6ts sur la cathode au repos prksentaient des proprietes magnetiques faibles. Lhomogb- nit& des dBp6ts a B t B suivie au microscope metallographique (600 x).

L’bpaisseur des couches a h tB evaluee par pesage. Pour la densite on a pris des valeurs correspondantes de l’alliage avec differentes compositions [ 171. Le dispo- sitif experimental est le mame que dans les travaux antkrieurs.

Coaxiale au fil support de la couche ferromagnhtique il y a une bobine de 1 cm de longueur et un grand nombre de spires. C’est 18 yue prend naissance une f.e.m. due aux inductions magnktiques alternatives produites par le champ circulaire alternatif Cree par le courant alternatif qui traverse le fil et le champ longitudinal continu produit par le courant continu qui traverse une autre bobine coaxiale de plus grandes dimensions. Si par la bobine exterieure, le courant ne passe pas, le champ longitudinal H L est &gal B la composante verticale de l’intensitb du champ magnetique terrestre H,.

La f.e.m. induite est amplifibe et transmise ensuite B un oscillographe et par un redresseur 8 un galvanomktre (K = A/mm/m). Le phenomkne d’induction magnetique alternative sera exprime par la deviation 01, indiquee par le galvano- mhtre.

La valeur de l’amplitude du champ alternatif circulaire Ha a &ti: calculee d‘aprks la relation

oii r est le rayon du fil en cm et I l’intensite du courant alternatif sinusoidal avec la frequence de 50 Hz qui traverse le fil.

Pour Btablir le mode selon lequel varie ce genre d’aimantation sous l’action de la tempbrature, on a fait une sBrie d’expkriences B de basses temperatures en utilisant l’oxigbne liquide et d’autres melanges rhfrigbrents.

La couche ferromagnbtique dBposbe sur le fil support de cuivre, place verti- calement et la bobine collectrice de la f.e.m. d’induction ont 6th isolees par une couche de collodium et introduites directement dans le melange 5L basse tempera- ture.

3. RBsultats experimentaux et discussions

Nous presentons ci-dessous les resultats obtenus par la magnetisation des couches de l’alliage de Ni-Fe avec SOY0, 40%, 20% et 10% Fe et une Bpaisseur d’environ 200 nm et 100 nm soumises simultanement A l’action d’un champ longitudinal continu H l et d’un champ circulaire alternatif H a . Outre le phbno- mkne d’induction magnbtique alternative comme tel, on a suivi l’influence du champ longitudinal H L , de la tract,ion et des temperatures basses sur ce genre de magnbtisation des couches.

1030

I 300 --. --. $200 ’d

I00

0

I. RWRSUC, P. APOSTOL et A. OJOG

70 20 H, (Oei -

Fig. 1. Le ph8norni:ne #inductions magndtiqucs altrr- natives arnfonction de €Ia, Hi = He, pourune couctie dc Xi-Fe de 200 iirn et en pourcentagcs dc fcr diffbrtmts

3.1 Grandeur du phenomkne d’induc- tions magn6tiques alternatives

Dam la Fig. 1 on donne les courbes a = / ( H a ) B HL = H,, qui repr6sentent la grandeur de ce ph6nomkne pour des couches de 200 nm d’bpaisseur, en fonction de l’intensith du champ circu- laire alternatif Ha.

Pour les couches de m&me Bpaisseur (environ200nni), mais avec un pourcen- tageplusfaibleenfer, le phBnomkne com- nience B des valeurs plus grandes du Ha. Ainsi pour la couche avec 60% Fe le phh- nomkne commence B H , = 2 Oe, pour

celle contenant 40% Fe B H , = 6,6 Oe et pour la couche avec 10% Fe B Ha = 8 0 s . Pour la couche avec 20% Fe qui se rapproche de celle contenant 60% Fe, le phhnomkne commence B H a = 3,6 Oe.

La grandeur du ph6nomkne d’aimantation en fonction dc la valeur de H , dinii- nue pour les couches ayant un pourcentage plus petit de fer; except6 pour la couche avec 20% Fe. Done si pour la couche avec 60% Fe, B une variation du champ Ha de 4 Oe le phhnomkne B une valeur - exprimhe par la deviation a du galvanomktre - de 200 mm, pour les couches avec 40% et 10% Fe, dans les in&mes conditions de travail, cette m6me grandeur du phhnomkne s’obtient B une variation de H , de 9 Oe respectivement de 16 Oe. La couche avec 20% Fe prh- sente la m&me grandeur du phenoinkne B une variation de H , de 6 Oe. Les deter- minations effectukes sup des couches d’une hpaisseur d’environ 100 nm et avec le m&me pourcentage de fer ci-dessus, ont montrh que le phBnomknc commence a des valeurs de champ H a comprises entre 12 et 16 Oe, donc B des valeurs plus grandes que celles qui correspondent B la couche de 200 nm.

Les couches d’une 6paisseur de 40 nm prhsentent le ph6nomkne B un champ H, > 18 Oe.

Pour les couches de m h e composition mais d’bpaisseur plus petite le phhno- nikne apparait R des valeurs plus grandes du champ H a .

Pour les couches hlectrolytiques de l’alliage Ni-Fe, d6pos6es en presence d’un champ magnktique continu avec une intensith de SO a 550 Oe, parallkle au fil support, le ph6nomkne apparait B des valeurs plus faibles du champ Ha, mais est plus grand; les Bchantillons que nous avons 6tudiB prhsentaient au cours des determinations des variations non-justifiBes.

Des courbes ct = f (Ha) on peut dhduire les valeurs du champ alternat.if circu- laire, auquel commence le ph6nomkne, la grandeur et I’hvolution de ce genre de magnhtisation, ainsi que les valeurs approximatives du champ coercitif H , de la substance respective.

Si l’on considkre que le phBnomkne apparait B une valeur du champ Ha &gale & celle du champ coercitif H , [l] il resulte alors de la Fig. 1 que les couches de 200 nm d’epaisseur de l’alliage Ni-Fe avec SO%, 40%, 20% et 10% Fe ont des champs coercitifs d’environ: 2; 6,6; 3,6 et 8 Oe. De la m&me manikre, pour les couches de

Contribution & l’etude de l’aimantation des couches Blectrolytiques 1031

100nm avec les mitmes pourcentages de fer, on a trouvi: pour H, les valeurs 12; 15; 13,5 et 17 Oe.

I. W. WOLF et ses collaborateurs [HI, I(. H. BEHRNDT et F. S. MADDOCKS [19] et C. 0. TILLER et 0. W. CLARK [20] trouvent pour les couches d’une epaisseur de 200 nm et 100 nm avec les memes pourcentages de fer, des valeurs du champ H , comprises entre 0,6 et 1,5 Oe et respectivement 1,5 et 3 Oe.

Ulterieurement selon une autre hypothkse qui servait ii l’explication de ce phenomhe de magnetisation [4] on a admis que B certaines valeurs du champ Ha assez grandes pour que les domaines magnktiques, inversent en bloc leur aiman- tation, le phenomkne presente une augmentation brusque et dans ce cas, la valeur de Ha qui produit cet effet serait &gale a H,; la valeur de H , s’obtient maintenant par la prolongation de la portion de la courbe cy = f ( H a ) B H 1 = const en pente forte. Les courbes cy = / ( H a ) ont B t B tracees b un H l = H , valeur rapprochbe de celle qui correspond au maximum de permbabilite (,LA = f ( H ) ) .

Dans ce cas, il resulte pour la couche de 200nm avec les pourcentages de Fe dans l’ordre indique ci-dessus, les champs coercitifs: 4; 9; 6 et 12 Oe.

De fapon analogue on a trouve B la couche de 100 nm pour la meme grandeur, les valeurs: 14; 17; 16 et 20 Oe.

Comme pour les couches de l’alliage Ni-Fe, B la difference des couches de mbtaux ferromagnetiques purs, le phbnomkne apparait au debut avec certaines dbformations, nous considbrons pour le champ coercitif H , les valeurs de Ha obtenues par la prolongation de la position en pente forte des courbes cy = / ( H a )

Ces dernikres valeurs du champ coercitif H , sont plus petites mais comparables b celles du travail de L. REIIIER [15]. De ce travail il resulte pour la couche Blectrolytique de l’alliage Ni-Fe d’une itpaisseur de 200 nm avec 60% et 9001, Ni un champ coercitif de 19 Oe et 33 Oe, pour la couche de 100 nm avec les m6mes pourcentages de Ni, H , a la valeur de 20 Oe respectivement de 25 Oe.

La difference entre les valeurs obtenues par nous et celles du travail 1151 est plus petite dans le cas des couches de 100 nm avec les pourcentages de Ni indiquks ci-dessus; dans le travail cite H , ala valeur de 20 Oe et de 35 Oe, mais dans notre travail de 17 Oe et de 20 Oe.

Du travail de L. REIMER il resulte que les couches avec 60% Ni et 77% Ni ont les champs H , diffkrents mais avec la mitme valeur b des bpaisseurs de 200 et 100nm. Les valeurs de H , obtenues par nous different autant pour 1’Bpaisseur de la couche que pour sa composition. La grandeur de H , augmente en meme temps que diminue la concentration en Fe de la couche et son epaisseur. Cette derniitre conclusion est en accord avec la thborie du champ coercitif qui prbvoit

ii Hi = H,.

que H , rn $. Des resultats obtenus on observe de mitme, par rapport aucompor-

tement dans ce genre de magnetisation, un rapprochement de la couche avec 20% Fe de celle avec 60°/v Fe.

3.2 Le ph6nomkne en fonction du chanap longitudinal rontinu

Les bchantillons ferromagnetiques sous forme de fils ou de couches deposbes sur les fils non-magnktiques, non-torsionnes et sans magnetisme remanent ne prbsentent pas le phbnomkne ii H I = 0.

Le phenomkne en fonction de H l (a = f ( H l ) b H a = const) prbsente un maxi- mum. 67 plrysica

1032

200

I --. F

’6 s

roo

0

--. F

-8 s

700

50

I. BURSUC, P. APOSTOL e t A. OJOG

7 2 3 H, loel--

060%Fe

IO%Fe

0 1 2 3 H, IOe) -

Fig. 2. Les inductions n. en fonction do H I . H. = ., - = const, pour une eouche de 200 nm: 60:h Fe- ;

40% ye _..___

Dans des travaux anthrieurs [4, 111 on a trow6 que pour les fils et les couches des substances ferromagnb- tiques purs, les courbes 01 = f(H,) B H a = const prhsentent un maxi- mum approximatif B la m6me valeur de H I ; la valeur de Hz Atant plus grande que celle qui correspond B la permbabiliti: maximum dbduite de la courbe ,u = f ( H ) .

Dans les cas des couches de l’allia- ge de Ni-Fe les maxima des courbes 01 = / ( H I ) B H , = const ont lieu ?t des valeurs diffhrentes de H I en fonc- tion de la valeur de Ha, du pourcen- tage en Fe et de 1’Bpaisseur de la couche.

Ainsi qu’il rhsulte de la Fig. 2, pour la couche de 200nm et avec 60% Fe B une variation du champ Ha de 10 Oe les valeurs de H z sont comprises entre 0,7 et 1,7 Oe, pour la couche avec 40% Fe de la m6me hpaisseur pour une variation de H a de 6,6 Oe, HlnlaX varie de 1 B 1,7 Oe; les valeurs de HL,,, diminuent en m6me temps que l’augmentation de Ha.

Pour Ies couches de m6me hpais- seur mais de pourcentage diffhrents de Pe pour Ha = 13,3 Oe, HLn,,, varie de 0,9 Oe B 1,7 Oe (Fig. 3) ; les valeurs de H l ,,,augmentent avec la diminution du pourcentage de Fe.

I1 faut cependant tenir compte des variations relativement faibles du H,,,, &ant donni! que fa plupart des alliages Ni-Fe ont la permeabilith maximum ?t des champs faibles.

Fig. 3. Le phbnom6ne a en fonction dc H I , II . = = 13,3 Oc, pour une couche de 200 nu1 avec diff6-

rents pourcentages de fer

Contribution 8, l’btude de l’simantation des couches6lectrolytiques 1033

Fig. 4. Les courbes Hlmax = f (H,) pour une couche de 200 nm avec differents pourcentages de fer

Pour les couches plus minces Hl,,, se dbplace vers des valeurs plus grandes en fonction de H , et du pourcentage en fer.

Des valeurs obtenues pour HlmaX & des champs Ha diffbrents, par ce procbdb de magnbtisation il ritsulte

Hlmax . Ha = const.

De la Fig. 4 o t ~ sont donnkes les courbes Hlnlsx = f(H,) pour la couche de 200nm avec des pourcentages differents de Fe il rbsulte que la valeur de cette constante augmente d’autant plus que le pourcen- tage en Fe est plus petit; except6 pour la couche avec 30°/o Fe.

D’aprBs le mode selon lequel s’est Bbau- chi: le mecanisme de magnktisation. les

2

I ---. P,

2 a

X- E

7

v

courbes Hl,,, = f ( H a ) nous indiqueraient la variation du vecteur du champ resultant en cycles de magnbtisation en fonction de la permhabiliti: diffbrentielle

Ce rbsultat serait plus concluant ou peut-&re mkme different si on suivait les courbes a: = f (Hl) pour un intervalle plus grand des valeurs de H,, en commenGant par les valeurs les plus petites possibles; mais dans ce cas ainsi que I’ont prouvb certains essais prbliminaires une amplification beaucoup plus grande du phkno- mitne est nbcessaire.

p d i f .

3.3 L’influence de la traction et du chanzp longitudinal continu Hi

Si un fil ou une couche de Fe dkposke sur un fil non-magnktique sont aimantits par l’action simultanbe d’un champ circulaire alternatif H, et d’un champ longi- tudinal H i et sont soumis B une traction au-dessous de la limite de l’klasticitb, leur aimantation caractbrisite par le phbnomitne (L, augmente au dbbut, (le champ &ant faible) et diminue ensuite [4 et 51. La m h e aimantation pour les couches Blectro- lytiques de Ni dbposbes sur des fils de cuivre diminue sous l’action de la traction.

De la variation de ce phbnomhe d’aimantation sous l’action de la traction on dbduit pour Fe et Ni des propribtits magnbtostrictives identiques B celles qui sont dbduites par d’autres mbthodes [ 171.

Dans le cas des couches blectrolytiques de l’alliage Ni-Fe dbposkes sur des fild dc cuivre, si les valeurs de Ha et de HI se maintiennent constantes et si on trac- tionne le support, c’est-&-dire la couche, au-dessous de la limite de I’klasticitk, l’aimantation produite par l’action simultanbe des deux champs diminue lorsque la traction augmente. Par rapport & ce gue nous avons relati: pour les couches Blectrolytiques de Ni-Fe, avec des compositions diffkrentes, ce genre de magnbti- sation se comporte sous l’action de la traction dans certains cas d‘une fagon diffk- rente de celle qu’on connait en littkrature pour cet alliage & l’ktat massif e t obtenns par d’autres proc6di.s techniques [17]. 67 *

1034

150

I I

g 700 .-.- ’6

50

25

I. BURSUC, P. APOSTOL e t A. OJOG

-

Fig. 5. Lcs inductions a cn foiiction dc H a , soiis la traction 0 = const, IIi = 0,42 Oe, pour une couchc

dc 200 inn, avec 60% Fc

Dans la Fig. 5, on donne la gran- deur de ce phhnomkne d’aimanta- tion, c’est-8-dire des courbes ci = = / ( H a ) B Ill = H,, pour la couche de 200 nm avec 60% Fe L les diff6- rentes valeurs de la traction u.

Ainsi qu’il rhsulte de cette figure, B un champ H , de 16 Oe, le ph6no- mkne d’aimantation, caracthis6 par la deviation a, a les valeurs de 150, 60, 22 et 8 m m pour CT =;

= 2 ,4 , 6, 8 kp/mm2. Pour des couches de mbme Apais-

seur et avec une concentration plus faible en Fe dans les m2mes lirnites de traction, le phhnomkne a desva-

leurs plus petites; except6 pour la couche avec 20% Fe quca un coniportement semblable B celui de la couche avec 60% Fe.

La diminution du phenomkne par la traction est suivie d’une augmentation du champ coercitif H,. Donc ainsi qu’il rhsulte de la Fig. 5, le champ coercitif de la couche de 200 nm avec 60% Fe augmente de 10 Oe pour CT = 2 kp/mm2 B 19 Oe pour CT = 8 kp/mm2.

En suivant sur les m2mes couches la variation de ce phhnomkne d’aimantation avec une traction au-dessous de la limite de l’hlasticit6, on a constath cue entre

0 2 4 6 8 a {kp/mrnzl -

les m6mes limites de la traction, l’ai- mantation diminue d’autant moins que H I a des valeurs plus grandes ; la dimi- nution &ant plus petite pour les allia- ges avec un contenu plus petit en Fe. Ainsi pour la couche de 200 nm avec 20% Fe L un champ HI 2 12Oe, le phhnombne varie trks peu sous la trac- tion et pr6sente certaines oscillations qui n’ont pas permis de determiner des valeurs pr6cises; nous sommes prks de l’alliage de Ni-Fe avec magnhtos- triction nulle connu en litt6rature avec une concentration en Fe un peu plus grande [17].

Pour la couche avec 10% Fe, de m2me bpaisseur, l’aimantation dont nous

Fig. 6. Le phhom6ne d‘aimantation a , cn fonction de la traction u A IIi = const et Ha = 10 Oe, pour une couche

de 200 nm avec 10% F c

Contribution A 1’6tude de l’aimantation des couches 6lectrolytiques 1035

naus occupons, diminue avec la traction B une valeur du champ H1 < 11 Oe, mais B Hl = 11 Oe prksente une faible augmentation et ensuite une diminution lente tandis qu’B HZ > 11 Oe elle augmente. Les courbes a = f (o) B Ha = const et HL = const et different, qui representent ces variations sont donnees dans la Pig. 6. Ces modifications de la magnktostriction sous l’action des champs magne- tiques, constatkes pour les substances ferromagnetiques pures et des alliages, ont lieu B des intensites diffkrentes du champ et avec des compositions diffkrentes de ces alliages.

La variation de ce phhnomkne d’aimantation avec la traction en champs H 1 , diffkrents peut s’expliquer par le fait que les tensions internes provoquees par la traction et gui aux HZ faibles ont un effet prkpondkrant s’opposent B l’orientation des magnetisations spontankes des domaines selon la direction du champ resultant ; A partir de certaines valeurs du champ H Z ces orientations Atant facilitees, ont lieu en plus grand nombre et le phenomkne augmente.

3.4 Effet des basses temp6ratures sur le m6me phhnom‘ene d’inductions magnhtiques alternatives

L’aimantation des couches klectrolytiques de l’alliage de Ni-Fe avec des com- positions diffkrentes dont nous nous occupons, diminue lorsque la temperature baisse.

A la suite des experiences effkctubes B des temperatures de 93 OK et 198 OK sur des couches de 200 nm avec SOY0, 40% et 20% Fe, on a constate que B ces tem- pbratures, par rapport B la temperature de 293 O K , le phknomkne diminue d’autant plus rapidement que l’alliage B une concentration plus petite en fer. De la Pig. 7

Ha loel- Fig. 7. Le ph6nomkne d‘inductions maguhtiques alter- natives a, en fonction de H . & T = const, H I = H.,

pour une couche de 200 nm avec 60% Fe

150

1 --. F 5 100 -6

50

I H, =1660e xH, =20 Oe 0 H, = 23.3 Oe

I X - x - I

0 2 4 6 H, (Od -

Fig. 8. Les inductions a, en fonction de H t , 8. T = 198 “K, pour une couche de 200 n m avec 60% Fe

1036 1. BURSUC, P. APOSTOL e t A. OJOG

oh on donne les courbes n = / ( H a ) B HI = H , et T = const pour la couche de 200 n m avec 60% Fe il rBsulte qu’au champ H , = 27,5 Oe le phhnomkne d’aiman- t,ation exprime par la deviation a, diminue de la valeur de 140 mm B T = 198 OK

B une valeur de 8 mm pour T = 93 OK. Cette variation a lieu dans le m&me sens que cclui qu’on constate par le m&me phBnomkne sur les fils de fer [8].

La grandeur du champ coercitif H,, dkduite par la prolongation des portions en pente forte des courbes de la Fig. 7, prksente une augmentation relativement faible; B T = 198 OK, H , = 17 Oe et B T = 93 OK H , est B peu prks &gal ;I 25 Oe.

Pour mettre en Bvidence la variation de ce genre d’aimantation en fonction du champ H I , B basses temperatures, on a traci: les courbes n = f ( H z ) B H , = const et B la tempbrature I’ = 198 OK.

De la Fig. 8 oil sont donnees ces courbes pour la m&me couche, on constate que dans ce cas aussi B des champs H, hlevhs les maxima se dbplacent vers des valeurs faibles du champ H , ; le produit entre les valeurs de H , et de HZ,,, n’est plus une grandeur constante.

4. Conclusions

1. L’aimantation des couches Blectrolytiques de l’alliage de Ni-Fe avec des compositions diffhrentes mise en evidence par ,,le phBnomkne d’inductions ma- gnetiques alternatives“ varie en fonction de l’epaisseur de la couche et de la compo- sition de l’alliage; elle diminue pour les alliages ayant un contenu plus faible en fer e t une Bpaisseur plus petite.

2. Si l’on considere que la valeur du champ circulaire alternatif Ha, oh le phBno- m&ne augmente brusquement, est B peu pres &gale B celle du champ coercitif H , de la substance, on peut determiner les valeurs de H , par la prolongation des portions en pente forte des courbes a = f (H,) B Hi = const.

Les valeurs obtenues par cette voie sont plus petites mais cornparables B celles du travail [15].

3. Les courbes a = / ( H I ) B H , = const qui reprhsentent la variation du pheno- mkne avec le champ longitudinal H i , ont les maxima B des valeurs diffbrentes de Hz. A des champs H , plus 6levBs les valeurs de H z qui correspondent B ces maxima (HZrnax) sont plus petites. Le produit entre H,,n,, et H , est une grandeur constante pour la couche de meme epaisseur et B la temperature de la chambre. Les valeurs de Hi,,, B des champs H, 6levi.s sont proches cles valeurs correspondant L la permeabilite maximum deduite de la courbe ,u = f ( H ) . 4. Ce genre d’aimantation des couches de l’alliage de Ni-Fe avec des compo-

sitions diffkrentes, diminue sous l’action de la traction. Ce comportement qui diffkre de celui qu’on connait pour les msmes alliages, en &at massif, se modifie B certaines valeurs du champ longitudinal continu H z . La couche de 200 nm avec

Fe se comporte comme une substance positivement magnetostrictive B une valeur de H z > 11 Oe en passant par 1’Btat de magnetostriction nulle B un champ H 1 d’environ 11 Oe.

5 . Les premieres experiences effectuees concernant la modification de ce ph6no- mene d’aimantation B de basses temperatures ont montre que B ces temphratures le phenomene diminue de grandeur e t apparait B des valeurs plus grandes du champ H,.

Contribution a l’Btudc de l’aimantation des couches 6lectrolytiques 1037

Remerciewients

Nous remercions Madame A. BOLD, chef de travaux B 1’Universiti. de Jassy, pour les analyses effectuhes et Monsieur R. VICOL, inghieur, pour le matkriel yu’il a procuri..

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(Received September 28, 1961)