L’a~an~~oa des couches ~lec~o~ytiques de Ni-Fe sous l’action d’an champ mag- u&ique circulaire altematif et d’uu champ ~ougitu~ua~ c~nt~u B des te~~~at~es &v&33

~a~mantat~on d’un fil ferro~ag~~tiq~e et d’une couche dCposBe sur un fiL eon-ma~n~tique, sous l’action simukanee d’un champ rn~gn~~q~e long~~ud~~al H, et d’un champ alternatif I&, perpendiculaire au premier, peut &tre mise en evidence par la f.e.m. qui prend naissance dans une bobine coaxiale au fil. La f.e.m. induite (inductions magn~t~ques alternatives) est proportionne~~e B l’aimantation de I’Cchan- tilfon sous l’actian des deux champs.

Cc ph~norn~ne~ d&ouvert par Procopi~~ en t930, a Bt@ d~nomm~ par EIof- bauer et RochZ “effet Procopiu”.

L’etude de ce genre ~ajmantation sur des f&3*4 et des couches ferromagn~- tiques simples 5 * ’ en fonct~on de Hi ou de la traction, a men& B des conclusions ~mportantes. On a &&bit fes conditions dans lesque~~es apparait le ph&nomene, la variation de celui-ci sous t’influence de certains facteurs, et on a determine la grandeur du champ coercitif Cr, dans des conditions di%rentes, Bursuc et ses collaborateurs ont aussi BtudiC ce phenomene sur des couches Blectrolytiques de Ni-Fe en fonction de la composition de l’alliage, de l’epaisseur de la couche et de la traction7, ainsi que de fa temperatures dans Xa region des basses temp~rat~res~.

On expose dans le p&sent travaii les premiers resultats concernant Ie mode de comportement de ce genre d’a~mantation~ sur des couches ~~ectrolytiques de Ni-Fe, dans la r6gion des temp&atures etevtes. On a &vi Ia variation du pheno- m&e de ~aimantat~on ii des temperatures &ev&es en fonction de la composition de la couche et de son 6paisseur.

Les couches minces de Ni-Fe ant et& deposees Clectrolytiquement sur des fils de cuivre polis (4 = 1 mm) d’apres la methode du travail’ et avec des pourcen- tages diff~re~ts de Fe r&alis&s d’apres Raub et Walter’ e.La cornpos~~~on des cou- ches a au& Cte v&ifiCe par fa micro-a~a~yse ch~m~que. On a travaille avec des couches minces de N&Fe ayant : 2 %, 4 %, 10 %> 20 %, et 60 % Fe et une ~paisseur de 200 nm et 100 nm.

Le dispos~~~f exp~~en~al est celui qu’on a utihse dans Xes travaux ant& rieurs’ auquel on a ajoute une installation de chauffage. Coaxiale au fil support de la couche, fix6 en position verticale (I$ = I%,), se trouve Ia bob&e ~oilecfrice des “inductions magn~tiques a~ter~atives~’ et un four electrique cylindrique (51 double de chrom~nic~el ou de tamale). On a chat&Z la couche dans un bain d’huile de silicium (silicone). Dans une autre serie d’experiences, la couche fetro- magnetique etait chauffee durant des temps differents dam une atmosphere d’argon (spectroscopiqu~ment pur) et refroidie ensuite brusqueme~t ou le~teme~t, apres quoi on faisait les determinations.

384 SHORT COMMUNICATIONS

On a mesure les temperatures avec un thermocouple Ctalonne Pt/ 10 % Rh-

Pt type S, et mis dans un montage potentiometrique avec un galvanometre d’une

sensibilite de lo- 8 A/div.

Durant tomes les determinations la forme de ce phenomene Ctait observee

a l’aide d’un oscillographe cathodique dans le but d’ecarter les eventuels pheno-

mbnes parasites.

Comme champ magnetique longitudinal H, on a utilise la composante verti-

tale H, du champ magnetique terrestre et le champ alternatif H, avait la frtquence

de 50 Hz Ctant produit par le courant alternatif qui parcourt le fil (H, = 960 A/m =

const.).

RCsultats e.up&rimentaux et discussions

L’aimantation de la substance sous l’action des deux champs (phenomene

d’induction magnetique alternative) est exprimt par la f.e.m. induite, e. Cette

f.e.m. est redressee et mesuree a l’aide d’un galvanometre. Dans le travail’ sont

donnees les valeurs du champ coercitif H, pour les couches minces de I’alliage

Ni-Fe en fonction de leur Cpaisseur et de leur composition.

Pour comparer le mode de comportement des couches minces compostes a

des temperatures Clevees, par rapport aux couches simples, on a effectue certaines

experiences sur les couches de Fe et Ni. Comme les couches de Ni presentent un

phtnomene d’aimantation faible, on a employe les fils de Ni.

Par chauffage dans le milieu inactif, ce genre d’aimantation diminue sur les

couches et les fils de fer et augmente sur ceux de Ni. Sur un fil de Ni, ce pheno-

m&e augmente jusqu’a la temperature de 640 “K et presente ensuite une brusque

diminution a zero, pour revenir pendant le refroidissement aux valeurs initiales.

Cette temperature represente justement la temperature Curie (Tc) pour laquelle on

a trouvt les memes valeurs par d’autres methodes; nous avons ainsi une preuve

de la justesse des resultats obtenus par I’ttude de ce genre d’aimantation.

Apt-es les determinations faites pour Ni et Fe on est arrive a la conclusion

que pour Ni-substance magnetostrictive negative-le phtnomene augmente jus-

qu’a la temperature Curie (Tc), tandis que pour le Fe, qui dans le cas present se

comporte comme une substance magnetostrictive positive-le phenomene diminue;

la temperature et la traction ont des effets contraires et assez prononces. Dans le

cas des couches de Fe certaines determinations sont encore necessaires.

En passant aux couches de Ni-Fe on a travail16 d’abord avec le meme

tpaisseur de 200 nm, mais avec des pourcentages differents de Fe, car le sens de

l’aimantation, qui intervient dans le cas de l’echauffement, se modifie avec la com-

position de la couche; le champ longitudinal est rest6 le m&me (H, = H,). Dans

la Fig. 1 on indique les courbes e = f(T) pour H, = const. et H, = H, pour les

couches de Ni-Fe avec 2 %, 4 %, 20 % et 60 % Fe.

Les couches de moins de 20 % Fe sont nettement magnetostrictives negatives.

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SHORT COMMUNICATIONS 385

Fig. 1.

Dans ce cas, le phknomkne augmente jusqu’g une certaine tempkrature, “la tem-

pkrature de transition” (T,) aprks quoi elle commence g diminuer. Nous convenons

d’adapter pour cette tempkature la terminologie “temperature de transition”

T, *. A la diffkence des couches ferromagnktiques simples, ou, g la tempirature

Curie, le phtnomkne s’annule brusquement; pour les couches composkes (Ni-Fe)

cette diminution est assez lente. Pour les couches composkes “la temptrature de

transition” reprtsente le dCbut d’un phknomkne de transformation des propriktts

ferromagnktiques. L’intervalle de temptrature oti a lieu la transformation ne peut

&tre dttermink de faGon prkcise car le phCnom&e diminue lentement et, & des

tempkratures plus BlevBes, il apparait certains phknombnes parasites.

Cette temptrature est d’environ 5 10 “K pour les couches avec 2 % Fe, d’en-

viron 530 “K pour celles ayant 4% et 10% Fe et de 570 “K pour les couches avec

20% Fe.

En exceptant en quelque sorte la couche avec 4% Fe, les autres couches

commencent B modifier leurs proprittts ferromagnttiques g des temperatures d’au-

tant plus tlevtes que le pourcentage de Fe augmente.

Quant g la couche avec 20 % Fe, qui poslde une magnCtostriction nulle' ‘I ’ , l’allure de la courbe e = f(T) & Ha = const. et H, = H, est diffkrente des autres

courbes et prtsente deux portions distinctes. Sur la premitre portion, qui s’Ctend

de la tempkrature de la chambre jusqu’g la temptrature de 480 “K environ le

phtnomkne augmente trbs lentement. Sur la seconde portion, qui commence g

* C’est une sorte de point Curie mais la transition de Vetat ferromagnktique g I’ttat paramagnk- tique n’est pas aussi brusque.

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480 “K et s’acheve a la “temperature de transition” (570 OK) le phenomene prt-

sente une augmentation relativement grande. Darts le premier intervalle, a une

variation de temperature d’approximativement 460 “K le phenombne augmente

d’environ 6 x lo-4 V (ce qui est exprimt par la f.e.m. e) tandis que dans le second

intervalle, a une variation d’environ 3.50 “K, le phenomene presente une augmen-

tation d’environ 3,5 x 10e3 V.

L’Ctat de magnetostriction nulle s’explique par le fait que, grace a certaines

interactions magnetostatiques locales plus fortes, les rotations de l’aimantation

spontanee sont bloquees, ce qui provoque:l’apparition d’un champ coercitif H, plus grand que le champ d’anisotropie Hkl ’ (Hk = 2K/M).

Sous l’action simultanee des deux champs (H, et Ha, H,-faible) les aimanta-

tions spontanees tournent en s’orientant dans la direction du champ resultant.

L’amplitude et la direction de ce champ resultant changent periodiquement en

fonction du champ Ha. L’augmentation brusque du phenomene dans la deuxieme

partie de la courbe e = f(T) pour des couches avec 20% Fe pourrait s’expliquer

par un accroissement du nombre des rotations irreversibles aux temperatures tle-

vies; une determination du champ coercitif dans ces conditions constituerait la

meilleure verification de cette hypothese.

Pour les couches de Ni-Fe ayant un pourcentage plus tleve de 20% Fe, qui

se cornportent dans ce cas comme des substances avec magnetostriction positive,

le phenomene sous l’effet de l’echauffement diminue d’autant plus rapidement que

le pourcentage de Fe est plus grand, jusqu’a la “temperature de transition” oti ont

lieu des transformations bien differentes par rapport au cas anterieur.

D’apres les determinations faites sur des couches de Ni-Fe avec 10% Fe et

des tpaisseurs d’environ 200 nm, 100 nm et 80 nm, on ne peut tirer encore aucune

conclusion sur la variation de la “temperature de transition” on fonction de l’tpais-

seur de la couche. Mais si nous nous rtferons aux resultats du travail” concernant

les couches de nickel, il semble qu’avec ces Cpaisseurs nous ne devrions pas avoir de

variation de cette “temperature”. Cependant, en tenant compte des autres com-

portements des couches de Ni-Fe a ce genre d’aimantation, il se pourrait que dans

ce cas la “temperature de transition” diminue, mais a des Cpaisseurs plus faibles;

pour clarifier cela, de nouvelles determinations sont necessaires.

Conclusions

L’aimantation des couches electrolytiques de Ni-Fe sous l’action simultanee

d’un champ longitudinal continu H, et d’un champ circulaire alternatif Ha se modifie a des temperatures Clevees en fonction de la composition.

(a) Les couches de Ni-Fe qui ont jusqu’a 20 % Fe, qui se cornportent comme

des substances magnttostrictives negatives, presentent une augmentation du phi-

nomtne jusqu’a la “temperature de transition”, qui a des valeurs plus faibles que

la plus petite valeur de la temperature Curie des composants a l’etat massif.

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(b) La “temperature de transition”, Ctablie d’apres les modifications de ce

genre d’aimantation, en fonction des temperatures ClevCes, se deplace vers des

valeurs plus ClevCes en meme temps que l’augmentation du pourcentage de Fe.

(c) La couche avec 20% Fe n’etant pas magnetostrictive, le phenomene

e = f(T) a H, = const. et H, = H,, presente certaines particularites.

(d) Pour les couches de Ni-Fe avec un pourcentage de Fe plus grand que

20% Fe qui, dans ce cas, se cornportent comme des substances magnetostrictives

positives, le phenombne diminue en meme temps que la temperature augmente,

jusqu’a la “temperature de transition”.

Facultk de Physique, I. BURSUC

Universitt “Al. I. Cuza”, P. APOSTOL

Jassy (Roumanie) A. OJOG

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Received July 26, 1967; revised October 20, 1967

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