Déplacements d'une paroi de Bloch à 180° dans un monocristal de fer-silicium

Abstract
This work is devoted to the study of the motion of a single 180° Bloch wall in different scales. When its displacements are larger than its thickness, the wall behaves like a rigid object and its motion can be described by a model of conservative potential energy V(x) (Néel' model) or by a Preisach model. Reproducible cycles can be isolated and attributed to single Preisach grains. The distances between the equilibrium positions of the wall are of the order of its thickness. The dependence of the size of Barkhausen jumps on the magnetic field allows to explain the quadratic term bH2 of the Rayleigh law. The random function V(x) is found to keep a statistical memory over a distance equal to several times the wall thickness. On a smaller scale, non-reproducible magnetization jumps are recorded and attributed to deformations of the wall. A model of conservative potential energy is no longer suitable. Those little jumps result in another Rayleigh law. They are statistically independent and the relationship between their volumes and their number suggests a thermally activated mechanism. Transitions between the possible behaviours are brought to evidence by varying the velocity of the wall (x) and the temperature (T). One finds two critical velocities x 1 and x2, the dependence of which is proportional to exp(- α/T) and suggests a thermally activated mechanism.

Résumé
Ce travail est consacré à l'étude, à différentes échelles, des déplacements d'une seule paroi de Bloch à 180°. Lorsque ses déplacements sont au moins de l'ordre de son épaisseur, on met en évidence un comportement en bloc de la paroi qui s'interprète bien, soit par un modèle de fonction potentiel conservative V(x) (modèle de Néel), soit par un modèle équivalent de grains de Preisach. On observe des cycles élémentaires reproductibles qui peuvent être attribués à des grains de Preisach individualisés. L'expérience montre que les distances entre positions d'équilibre de la paroi sont de l'ordre de son épaisseur. La croissance de la taille des sauts de Barkhausen en fonction du champ permet de justifier le terme quadratique des lois de Rayleigh. La reconstitution de la fonction aléatoire V(x) met en évidence une mémoire statistique qui s'étend sur une distance de plusieurs épaisseurs de paroi. A plus petite échelle apparaissent d'autres événements que l'on attribue aux déformations localisées de la paroi. Un modèle d'énergie potentielle conservative n'est alors plus valable. Ces petits sauts non reproductibles donnent lieu à une autre loi de Rayleigh. Ils sont statistiquement indépendants et leur probabilité d'apparition en fonction de leur volume est de la forme exp(- v/v0). L'étude des phénomènes en fonction des paramètres de vitesse de la paroi (x) et température (T) montre la possibilité de transitions entre les divers régimes de déplacements pour deux vitesses critiques x 1 et x2, dont les variations en fonction de T sont proportionnelles à exp(- α/T) et suggèrent un mécanisme activé thermiquement.