Magnetic anisotropy from single atoms to large monodomain islands of Co/Pt(111)

En étudiant les propriétés magnétiques de particules de Co auto assemblées sur une surface d'orientation (111) d'un monocristal de Pt, nous montrons comment l'anisotropie magnétique évolue de l'atome isolé aux îlots monocouches et aux films ultraminces. Nous trouvons que les atomes de Co isolés adsorbés en surface ont une énergie d'anisotropie magnétocrystalline de Ea=9.3±1.6meV/atome provenant de la combinaison d'un moment orbital conservé (mL=1.1μB) et d'un fort couplage spin-orbite induit par le substrat de Pt. Des expériences combinées de microscopie à effet tunnel et de dichroïsme circulaire magnétique à rayons X, effectués sur des îlots de Co de petit taille établissent une connexion claire entre Ea et mL, chacune de ces quantités décroissant rapidement avec la coordination latérale des atomes magnétiques. En conformité avec ceci, nous trouvons en employant la magnétométrie par effet Kerr et le microscope à effet tunnel que l'énergie d'anisotropie de grands îlots bidimensionnels de Co est presque entièrement déterminée par le nombre relativement faible d'atomes au périmètre, ayant Ea=0.9±0.1meV/atome. Ces résultats confirment les prédictions théoriques et sont d'un intérêt fondamental pour comprendre comment l'anisotropie magnétique se développe dans les particules magnétiques de taille finie. L'identification du rôle des atomes au périmètre et des atomes de surface ouvre de nouvelles opportunités pour l'ingénierie de l'anisotropie et du moment de nanostructures magnétiques. Pour citer cet article : P. Gambardella et al., C. R. Physique 6 (2005).