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1. Magnetoplasmonic nanograting geometry enables optical nonreciprocity sign control

Author: J. Ben Youssef, Kamil Postava, Mathias Vanwolleghem, Jaromír Pištora, François Vaurette, Lukáš Halagačka, Beatrice Dagens, Technical University of Ostrava [Ostrava] (VSB), Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 (IEMN), Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF), Photonique THz - IEMN (PHOTONIQ THz - IEMN), Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF), Centrale de Micro Nano Fabrication - IEMN (CMNF-IEMN), Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies [Orsay] (C2N), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), This work was supported by the European Regional Development Fund in the IT4Innovations national supercomputing center -path to exascale project, CZ.02.1.01/0.0/0.0/16_013/0001791 within the Operational Programme Research, Development and Education. The authors gratefully acknowledge the support by the French RENATECH network and by the Grant Agency of the Czech Republic (Project 18-22102S)., Renatech Network, Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 [IEMN], Photonique THz - IEMN [PHOTONIQUE THz - IEMN], Centrale de Micro Nano Fabrication - IEMN [CMNF - IEMN], Laboratoire de magnétisme de Bretagne [LMB], Institut d'électronique fondamentale [IEF], Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie (IEMN) - UMR 8520 (IEMN), Ecole Centrale de Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF), Ecole Centrale de Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-Ecole Centrale de Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF), Laboratoire de magnétisme de Bretagne (LMB), Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Department of Physics and Nanotechnology Centre, Institut d'électronique fondamentale (IEF), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Photonique THz - IEMN (PHOTONIQUE THz - IEMN), Centrale de Micro Nano Fabrication - IEMN (CMNF - IEMN), and École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique (IMT Atlantique)
Subjects: Kerr effect, Materials science, business.industry, 02 engineering and technology, Substrate (electronics), Grating, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, Atomic and Molecular Physics, and Optics, 010309 optics, Wavelength, [SPI]Engineering Sciences [physics], Reflection (mathematics), Optics, Ellipsometry, 0103 physical sciences, [SPI.OPTI]Engineering Sciences [physics]/Optics / Photonic, Mueller calculus, 0210 nano-technology, business, Phase conjugation, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: We experimentally demonstrate a disruptive approach to control magnetooptical nonreciprocal effects. It has been known that the combination of a magneto-optically (MO) active substrate and extraordinary transmission (EOT) effects through deep-subwavelength nanoslits of a noble metal grating, leads to giant enhancements of the magnitude of the MO effects that would normally be obtained on just the bar substrate. This was demonstrated both in the transmission configuration, where the OET is directly observed, as well as in reflection configuration, where an increase of a transmitted power results in a decrease in reflected power. We show here that even more than just an enhancement, the MO effects can also undergo a sign reversal by achieving a hybridization of the different types of resonances at play in these EOT nanogratings. By tuning the geometrical profile of the grating's slits, one can engineer - for a fixed wavelength and fixed magnetization - the transverse MO Kerr effect (TMOKE) reflectivity of such a magnetoplasmonic system to be enhanced, extinguished or inversely enhanced. We have fabricated gold gratings with varying nanoslit widths on a Bi-substituted gadolinium iron garnet and experimentally confirmed such a behavior using a customized magneto-optic Mueller matrix ellipsometer. This demonstration allows new design paradigms for integrated nonreciprocal circuits and biochemical sensors with increased sensitivity and reduced footprint. Web of Science 26 24 31566 31554
Published: 2018

2. Magnétoélectricité dans les nanocomposites granulaires : analyse micro-onde

Author: Castel, Vincent, Castel, Vincent, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (UMR 3192) (Lab-STICC), Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de magnétisme de Bretagne (LMB), Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Bretagne occidentale - Brest, Christian Brosseau(christian .brosseau@univ-brest.fr), Collaboration : Laboratoire de Magnétisme de Bretagne (LMB), Université de Bretagne Occidentale, Brest, and France.
Subjects: Ni, microwave, magnétostrictif, Magnetoelectricity, piézoélectrique, perméabilité, permittivity, granular, ferromagnetic resonance, BaTiO3, granulaire, nanocomposites, micro-onde, large bande, piezoelectric, broadband, [PHYS.COND]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat], permeability, magnetostrictive, permittivité, Magnétoélectricité, résonance ferromagnétique, [PHYS.COND] Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]
Abstract: The idea that we developed in this work is to use an electric field to control the dielectric and magnetic properties of nanomaterials in a microwave device. For this, we seek to exploit the concept of the magnetoelectric effect (ME effect). Granular nanostructures have many advantages over ceramics, thin layers and single-phase materials. The low conductivity, the absence of interdiffusion and chemical reactions parasites due to sintering, the absence of substrate, the conservation of the nanoscale, the ease and low cost protocol for developing these NCs make them materials of choice for the achievement of a ME to propose original microwave devices. We demonstrate large increases of the real and imaginary parts of the microwave effective complex permittivity of a series of (piezoelectric)BaTiO3 / (magnetostrictive) Ni nanocomposites under the action of a magnetic field, by about 10% at 2 kOe and 300% at 5 kOe, respectively. We suggest that the magnetic field dependence of the effective permittivity is consistent with a magnetoelectric effect which can be qualitatively understood within a model in which the piezoelectric phase is mechanically coupled to the magnetostrictive phase., L'idée que nous avons développé dans ce travail est de faire usage d'une commande électrique unique pour modifier à la fois les propriétés diélectrique et magnétique de nanomatériaux contenus dans le dispositif hyperfréquence. Pour cela, nous cherchons à exploiter le concept de propriété produit, dont un exemple est donné par l'effet magnétoélectrique (ME). Si l'on considère un mélange de deux phases condensées en contact, la première étant magnétostrictive et la seconde piézoélectrique, alors l'application d'un champ magnétique externe sur la phase magnétostrictive génère un champ de contrainte mécanique locale activant la piézoélectricité et ainsi fait apparaître un gradient de potentiel. En d'autres termes, la magnétoélectricité conduit à une variation de la permittivité par l'application d'un champ magnétique externe, et par commutativité, à une dépendance de la perméabilité magnétique sous l'action d'un gradient de potentiel. Les nanostructures granulaires présentent de nombreux avantages par rapport aux céramiques, aux couches minces et aux matériaux monophasés. La faible conductivité, l'absence d'interdiffusion et de réactions chimiques parasites dues au frittage, l'absence de substrat, la conservation de l'échelle nanométrique, la facilité et le faible coût du protocole d'élaboration de ces NCs en font des matériaux de choix pour la réalisation d'un effet ME en vue de proposer des dispositifs hyperfréquences originaux. Le fait saillant de ce travail a été de mettre en évidence un couplage magnétoélectrique (ME) dans des nanocomposites (NCs) granulaires biphasiques dans le domaine micro-onde à température ambiante. L'usage de la résonance ferromagnétique (RFM-LMB) sur une large gamme de fréquences (6-28 GHz) et de spectroscopie micro-onde (100 MHz-6 GHz) combiné à une étude du transport électronique et à l'utilisation de plusieurs sondes morphologiques nous a permis de corréler les propriétés dynamiques de l'aimantation, les paramètres électromagnétiques des matériaux, et les informations microstructurales au coefficient ME.
Published: 2009

3. Electrical Manipulation of Magnetic Anisotropy in a Fe 81 Ga 19 / Pb ( Mg 1 / 3 Nb 2 / 3 ) O 3 - Pb ( Zr x Ti 1 − x ) O 3 Magnetoelectric Multiferroic Composite

Author: Jahjah, W., Jay, J.-Ph., Le Grand, Y., Fessant, A., Prinsloo, A.R.E., Sheppard, C.J., Dekadjévi, D.T., Spenato, D., Laboratoire d'Optique et de Magnétisme (OPTIMAG), Institut Brestois Santé Agro Matière (IBSAM), Université de Brest (UBO)-Université de Brest (UBO)-Centre Hospitalier Régional Universitaire de Brest (CHRU Brest), Laboratoire de magnétisme de Bretagne (LMB), Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and University of Johannesburg (UJ)
Subjects: [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], [PHYS.COND]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat], ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials
Abstract: International audience
Published: 2020

4. Développement d’une nouvelle méthode de suivi de la corrosion par des capteurs sans fil basés sur la technologie RFID

Author: Rania Khalifeh, Benoît Lescop, François Gallée, Gaël Le Roux, Stéphane Rioual, Département Micro-Ondes (MO), Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-Télécom Bretagne-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de magnétisme de Bretagne (LMB), Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Lab-STICC_TB_MOM_DIM, Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), and Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Télécom Bretagne-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)
Subjects: [SPI.ELEC]Engineering Sciences [physics]/Electromagnetism, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, 020206 networking & telecommunications, 02 engineering and technology, 021001 nanoscience & nanotechnology, 0210 nano-technology, Engineering (miscellaneous), Instrumentation, [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics
Abstract: National audience; Des capteurs sans fil totalement passifs inspirés de la technologie RFID (Radio Frequency IDentification) sans puce ont été réalisés dans le but de suivre la dégradation des matériaux. Le système complet comprend un lecteur associé au capteur passif, basé sur la réalisation de résonateurs RF sensibles à la corrosion. Cette étude présente deux différents résonateurs. Le premier est sensible au potentiel de corrosion Ecorr par rapport à une électrode de référence. La caractérisation radiofréquence de ce résonateur démontre la sensibilité de cette méthode à la passivation de l'acier dans l'eau de mer et à la dégradation de revêtements organiques. Dans un second temps, l'élément sensible a été modi fié afin d'obtenir une information sur les potentiels électriques et le s courants de corrosion .
Published: 2016

5. Thickness dependence of magnetization reversal and magnetostriction in Fe 81 Ga 19 thin films

Author: Jahjah, W., Manach, R., Le Grand, Y., Fessant, A., Warot-Fonrose, Bénédicte, Prinsloo, A.R.E., Sheppard, C.J., Dekadjévi, D.T., Spenato, D., Jay, J.-Ph., Laboratoire de magnétisme de Bretagne (LMB), Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Interférométrie, In situ et Instrumentation pour la Microscopie Electronique (CEMES-I3EM), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), University of Johannesburg (UJ), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and University of Johannesburg [South Africa] (UJ)
Subjects: [PHYS.COND]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat], ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: International audience
Published: 2019

6. Coherent long-range transfer of angular momentum between magnon Kittel modes by phonons

Author: G. de Loubens, Nicolas Vukadinovic, Gerrit E. W. Bauer, A. A. Fuad, V. V. Naletov, Herve Hurdequint, A. N. Litvinenko, Andrei Slavin, Kyongmo An, Laurent Vila, V. S. Tiberkevich, Nathan Beaulieu, Ryuhei Kohno, Olivier Klein, Ursula Ebels, J. Ben Youssef, SPINtronique et TEchnologie des Composants (SPINTEC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Institute of Physics [Kazan] (IoP), Kazan Federal University (KFU), Laboratoire Nano-Magnétisme et Oxydes (LNO), Service de physique de l'état condensé (SPEC - UMR3680), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, Laboratoire de Physique des Solides (LPS), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de magnétisme de Bretagne (LMB), Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Dassault Aviation, WPI Advanced Institute for Materials Research (WPI-AIMR), Tohoku University [Sendai], and Oakland University
Subjects: Angular momentum, Materials science, Phonon, Yttrium iron garnet, FOS: Physical sciences, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, chemistry.chemical_compound, Condensed Matter::Materials Science, Mesoscale and Nanoscale Physics (cond-mat.mes-hall), 0103 physical sciences, [PHYS.COND]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat], 010306 general physics, Spin (physics), Magnetization dynamics, Condensed Matter - Materials Science, Condensed matter physics, Condensed Matter - Mesoscale and Nanoscale Physics, Magnon, Materials Science (cond-mat.mtrl-sci), Gadolinium gallium garnet, 021001 nanoscience & nanotechnology, Ferromagnetic resonance, chemistry, Condensed Matter::Strongly Correlated Electrons, 0210 nano-technology
Abstract: We report a ferromagnetic resonance study of an electrically insulating magnetic bi-layer consisting of two yttrium iron garnet (YIG) films epitaxially grown on both sides of a non-magnetic gadolinium gallium garnet (GGG) slab. We show that standing transverse sound waves couple the coherent magnetization dynamics of the two YIG films half millimeter apart through the magnetoelastic interaction, periodically modulating the microwave absorption as a function of frequency. Constructive and destructive interferences between the dynamics of the two YIG layers is observed. This long range coherent coupling by phononic angular momentum currents through non-magnetic dielectric waveguide brings new functionalities to insulator hybrid spin circuits and devices.
Published: 2019

7. Strong Coupling of Magnons to Photons Generated by a 3D Printed Cavity Elaborated by Additive Manufacturing

Author: Castel, Vincent, Ammar, Sami Ben, Manchec, Alexandre, Cochet, Gwendal, Youssef, Jamal Ben, Lab-STICC_IMTA_MOM_DIM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL), Département Micro-Ondes (IMT Atlantique - MO), IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Elliptika, École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de magnétisme de Bretagne (LMB), Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), and Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: [PHYS]Physics [physics], [PHYS.COND]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]
Abstract: 7 pages, 5 figures; We report a mode hybrization between the ferromagnetic resonance (FMR) and re-entrant cavities. These cavities were elaborated by a commercial stereolithography 3D printer and then a conventional 3D metallization procedure of plastic elements was used to produce a full metallization of copper and tin. The total volume was divided by 15 compared to a cavity in standard geometry resonating at the same frequency, while maintaining a high Q factor, in very good agreement with the simulations. In this article, we demonstrate the opportunities offered by 3D printing for the realization of complex 3D cavity geometries while highlighting an effective coupling of 40 MHz measured at room temperature. These experimental findings reveal a potential for the development of a new class of tunable filters based on a complex architecture of 3D printed cavities.
Published: 2018

8. Emission of Coherent Propagating Magnons by Insulator-Based Spin-Orbit-Torque Oscillators

Author: G. de Loubens, M. Evelt, A. B. Rinkevich, Sergej O. Demokritov, Jamal Ben Youssef, Paolo Bortolotti, Vladislav E. Demidov, Olivier Klein, Abdelmadjid Anane, Lucile Soumah, Vincent Cros, Physikalisches Institut [Münster], Westfälische Wilhelms-Universität Münster (WWU), Unité mixte de physique CNRS/Thales (UMPhy CNRS/THALES), THALES-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), M.N. Mikheev Institute of Metal Physics (IMP), Ural Branch of Russian Academy of Sciences (UB RAS), Laboratoire de magnétisme de Bretagne (LMB), Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Nano-Magnétisme et Oxydes (LNO), Service de physique de l'état condensé (SPEC - UMR3680), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, SPINtronique et TEchnologie des Composants (SPINTEC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), ANR-15-CE08-0030,ISOLYIG,Isolation optique sur puce pour les circuits photoniques avec des couches minces non réciproques de YIG(2015), Westfälische Wilhelms-Universität Münster = University of Münster (WWU), and THALES [France]-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: [PHYS]Physics [physics], 010302 applied physics, Physics, Condensed Matter - Materials Science, Condensed Matter - Mesoscale and Nanoscale Physics, Condensed matter physics, Spins, Magnon, Materials Science (cond-mat.mtrl-sci), FOS: Physical sciences, General Physics and Astronomy, Applied Physics (physics.app-ph), Physics - Applied Physics, Electron, 01 natural sciences, Imaging phantom, Condensed Matter::Materials Science, Mesoscale and Nanoscale Physics (cond-mat.mes-hall), 0103 physical sciences, Quasiparticle, Condensed Matter::Strongly Correlated Electrons, Electric current, 010306 general physics, Scaling, Excitation
Abstract: The emerging field of $m\phantom{\rule{0}{0ex}}a\phantom{\rule{0}{0ex}}g\phantom{\rule{0}{0ex}}n\phantom{\rule{0}{0ex}}o\phantom{\rule{0}{0ex}}n\phantom{\rule{0}{0ex}}i\phantom{\rule{0}{0ex}}c\phantom{\rule{0}{0ex}}s$ utilizes propagating coherent magnons (collective excitations of electron spins) as carriers of information. Scaling down magnonic devices requires finding new approaches to the efficient excitation of magnons at nanoscale. This study demonstrates an approach to excite coherent GHz-frequency magnons in magnetic insulators by means of dc electric currents. The proposed method opens a route for implementing highly efficient nanomagnonic computing systems.
Published: 2018

9. Available Potential Energy in Density Coordinates

Author: S. P. Pogossian, Michel Ollitrault, Thierry Huck, Alain Colin de Verdière, Laboratoire de physique des océans (LPO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Océanographie Physique et Spatiale (LOPS), Laboratoire de magnétisme de Bretagne (LMB), Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, 010504 meteorology & atmospheric sciences, 010505 oceanography, Ocean current, Mechanics, Isopycnal coordinates, Oceanography, 01 natural sciences, Potential energy, Ocean dynamics, Energy transport, Ocean circulation, 13. Climate action, Compressibility, Geology, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, [SDU.STU.OC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Oceanography, Physics::Atmospheric and Oceanic Physics, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract: The vertically integrated potential energy of an incompressible stratified fluid formulated in density coordinates can be simply written as a weighted vertical sum of the squares of the vertical displacements of density surfaces, a general expression valid for arbitrary displacements. The sum of this form of potential energy and kinetic energy is then a conserved quantity for the multilayer shallow water model. The formulation in density coordinates is a natural one to find the Lorenz reference state of available potential energy (APE). We describe the method to compute the APE of an ocean state and provide two applications. The first is the classical double-gyre, wind-driven circulation simulated by a shallow water model at high resolution. We show that the eddy kinetic and eddy potential energies are localized in regions of large gradients of mean APE. These large gradients surround an APE minimum found between the two gyres. The second is the time-mean World Ocean Circulation reconstructed from hydrography (World Ocean Atlas) and reference velocities at 1000 db from the Argo float program to obtain an absolute circulation. The total available potential energy exceeds the total mean kinetic energy of the World Ocean by three orders of magnitude, pointing out the very small Burger number of the circulation. The Gulf Stream, the Kuroshio, the Agulhas retroflection, and the confluence regions are four examples that confirm the shallow water model results that large gradients of mean available potential energy can be used as predictors for the presence of high eddy kinetic energy (obtained here from satellite altimetry).
Published: 2018

10. THERMAL CONTROL OF THE MAGNON-PHOTON COUPLING IN A NOTCH FILTER COUPLED TO A YIG/Pt SYSTEM

Author: Castel, Vincent, Jeunehomme, Rodolphe, Youssef, Jamal Ben, Vukadinovic, Nicolas, Manchec, Alexandre, Fasil Kidane Dejene, Bauer, Gerrit E W, Lab-STICC_TB_MOM_DIM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département Micro-Ondes (IMT Atlantique - MO), IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Laboratoire de magnétisme de Bretagne (LMB), Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Dassault Aviation, Elliptika, Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik (MPI-HALLE), Max-Planck-Gesellschaft, WPI Advanced Institute for Materials Research (WPI-AIMR), and Tohoku University [Sendai]
Subjects: [PHYS.PHYS]Physics [physics]/Physics [physics], ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: International audience
Published: 2018

11. Cathodic Corrosion of Zinc under Potentiostatic Conditions in NaCl Solutions

Author: Benoit Lescop, Stéphane Rioual, Josiane Soares Costa, Lorenz Holzer, Dominique Thierry, Michel Prestat, Eidgenössische Materialprüfanstalt EMPA, Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology [Thun] (EMPA), Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Laboratoire de magnétisme de Bretagne (LMB), Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Zürich University of Applied Sciences (ZHAW), CHU Saint-Antoine [AP-HP], and Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)
Subjects: Materials science, Nacl solutions, 020209 energy, Inorganic chemistry, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, Zinc, 021001 nanoscience & nanotechnology, Catalysis, Oxygen reduction, 540: Chemie, Corrosion, Cathodic protection, chemistry, Electrode, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Electrochemistry, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], 0210 nano-technology, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: Zinc electrodes were polarized cathodically at moderate overpotentials in NaCl 0.6 M solutions under potentiostatic conditions for 7 to 17 hours at room temperature. Corrosion products were characterized by using optical microscopy, XRD, Raman microscopy, XPS, and FIB‐SEM. Close to the open‐circuit potential, the corrosion products were formed by simonkolleite and the electrochemical response exhibits anodic features. At more negative potentials, the current density remains cathodic throughout the polarization and the deposits on the electrode surface consist almost solely of ZnO. The soluble zinc species necessary for ZnO deposition originate from localized dissolution of the substrate in the form of pits. This effect is assigned to the strong alkalinization of the surface due to oxygen reduction. Despite developing greater surface area than bare zinc substrates, the nanostructured ZnO deposits reduced the cathodic activity.
Published: 2018

12. Monitoring uniform and localised corrosion by a radiofrequency sensing method

Author: Stéphane Rioual, François Gallée, Benoit Lescop, Maria Yasri, Dominique Thierry, Erwan Diler, Lab-STICC_UBO_MOM_MF, Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université de Brest (UBO)-Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Laboratoire de magnétisme de Bretagne (LMB), Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Lab-STICC_IMTA_MOM_DIM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Santé et agroécologie du vignoble (SAVE), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Bordeaux (UB)-Institut des Sciences de la Vigne et du Vin (ISVV)-Ecole Nationale Supérieure des Sciences Agronomiques de Bordeaux-Aquitaine (Bordeaux Sciences Agro), Santé et agroécologie du vignoble (UMR SAVE), Institut de la Corrosion, Département Micro-Ondes (IMT Atlantique - MO), IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Institut de la corrosion (IC), Entreprise privée, Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL), and Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)
Subjects: Materials science, Wave propagation, 020209 energy, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, Corrosion, [SPI]Engineering Sciences [physics], Condensed Matter::Materials Science, Resonator, Open stub, Aluminium, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Materials Chemistry, Physics::Chemical Physics, Electrical and Electronic Engineering, Instrumentation, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, business.industry, Metallurgy, Metals and Alloys, Microstrip resonators, Condensed Matter Physics, Computer Science::Other, Surfaces, Coatings and Films, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Characterization (materials science), Localised corrosion, [SPI.ELEC]Engineering Sciences [physics]/Electromagnetism, chemistry, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Optoelectronics, business
Abstract: A new method for atmospheric corrosion monitoring based on the variation of radiofrequency (RF) wave propagation in a resonator during its corrosion is presented. The ability of the proposed sensor to differentiate between uniform and localized corrosion mechanisms is demonstrated by considering two identical open stub microstrip resonators produced in zinc and aluminum materials, respectively. For that purpose, experimental characterization of electromagnetic wave propagation in the resonators and simulations are compared. The proposed sensitive resonator should therefore be considered as the key element of new corrosion mimetic sensors.
Published: 2018

13. Nonlinear spin conductance of yttrium iron garnet thin films driven by large spin-orbit torque

Author: J. P. Attané, J. Ben Youssef, Andrei Slavin, A. Draveny, V. V. Naletov, Vincent Cros, Nathan Beaulieu, P. Bortolotti, V. S. Tiberkevich, C. Beigné, Abdelmadjid Anane, N. Thiery, Sergej O. Demokritov, Vladislav E. Demidov, G. de Loubens, Laurent Vila, Michel Viret, Olivier Klein, SPINtronique et TEchnologie des Composants (SPINTEC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Unité mixte de physique CNRS/Thales (UMPhy CNRS/THALES), THALES [France]-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Nano-Magnétisme et Oxydes (LNO), Service de physique de l'état condensé (SPEC - UMR3680), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de magnétisme de Bretagne (LMB), Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Westfälische Wilhelms-Universität Münster = University of Münster (WWU), Oakland University, THALES-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and University of Münster
Subjects: Physics, Condensed matter physics, Spin polarization, Magnon, Yttrium iron garnet, Conductance, 02 engineering and technology, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, Magnetic field, Condensed Matter::Materials Science, chemistry.chemical_compound, chemistry, Spin wave, 0103 physical sciences, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Spin Hall effect, Condensed Matter::Strongly Correlated Electrons, 010306 general physics, 0210 nano-technology, Spin-½
Abstract: International audience; We report a study on spin conductance in ultra-thin films of Yttrium Iron Garnet (YIG), where spin transport is provided by propagating spin waves, that are generated and detected by direct and inverse spin Hall effects in two Pt wires deposited on top. While at low current the spin conductance is dominated by transport of thermal magnons, at high current, the spin conductance is dominated by low-damping non-equilibrium magnons thermalized near the spectral bottom by magnon-magnon interaction, with consequent a sensitivity to the applied magnetic field and a longer decay length. This picture is supported by microfocus Brillouin Light Scattering spectroscopy.
Published: 2018
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14. Temperature dependence of exchange biased multiferroic BiFeO 3 /Ni 81 Fe 19 polycrystalline bilayer

Author: J. Ben Youssef, S P Pogossian, C. J. Sheppard, J. L. Snyman, J Richy, D. T. Dekadjevi, André M. Strydom, T. Hauguel, J-Ph. Jay, A. R. E. Prinsloo, David Spenato, Bénédicte Warot-Fonrose, Laboratoire de magnétisme de Bretagne (LMB), Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Hubert Curien [Saint Etienne] (LHC), Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut d'Optique Graduate School (IOGS), Interférométrie, In situ et Instrumentation pour la Microscopie Electronique (CEMES-I3EM), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), University of Johannesburg (UJ), Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Laboratoire d'Optique et de Magnétisme (OPTIMAG), Université de Brest (UBO)-Centre Hospitalier Régional Universitaire de Brest (CHRU Brest)-Institut Brestois Santé Agro Matière (IBSAM), Université de Brest (UBO), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), University of Johannesburg [South Africa] (UJ), and École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique (IMT Atlantique)
Subjects: Materials science, Acoustics and Ultrasonics, Condensed matter physics, Spins, Field (physics), Bilayer, 02 engineering and technology, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, Epitaxy, 01 natural sciences, Surfaces, Coatings and Films, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Exchange bias, 0103 physical sciences, Thermal, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Multiferroics, Crystallite, 010306 general physics, 0210 nano-technology
Abstract: International audience; The temperature dependence of exchange bias properties are studied in polycrystalline BiFeO3/Ni81Fe19 bilayers, for different BiFeO3 thicknesses. Using a field cooling protocol, a non-monotonic behavior of the exchange bias field is shown in the exchange-biased bilayers. Another thermal protocol, the Soeya protocol, related to the BiFeO3 thermal activation energies was carried out and reveals a two-step evolution of the exchange bias field. The results of these two different protocols are similar to the ones obtained for measurements previously reported on epitaxial BiFeO3, indicating a driving mechanism independent of the long-range crystalline arrangement (i.e. epitaxial or polycrystalline). An intrinsic property of BiFeO3 is proposed as being the driving mechanism for the thermal dependent magnetization reversal: the canting of the BiFeO3 spins leading to a biquadratic contribution to the exchange coupling. The temperature dependence of the magnetization reversal angular behavior agrees with the presence of such a biquadratic contribution for exchange biased bilayers studied here
Published: 2018

15. A molecular material based on electropolymerized cobalt macrocycles for electrocatalytic hydrogen evolution

Author: Frédéric Gloaguen, Benoit Lescop, Stéphane Rioual, François Quentel, Laboratoire de magnétisme de Bretagne (LMB), Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Chimie, Electrochimie Moléculaires et Chimie Analytique (CEMCA), Institut Brestois Santé Agro Matière (IBSAM), and Université de Brest (UBO)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)
Subjects: Electrolysis, Aqueous solution, Chemistry, Inorganic chemistry, General Physics and Astronomy, chemistry.chemical_element, Buffer solution, Overpotential, Catalysis, law.invention, chemistry.chemical_compound, X-ray photoelectron spectroscopy, law, [CHIM]Chemical Sciences, Physical and Theoretical Chemistry, Cobalt, Faraday efficiency
Abstract: An electrocatalytic material for the H2 evolution reaction (HER) in acidic aqueous solution has been prepared by electropolymerization of Co(ii) dibenzotetraaza[14] annulene (CoTAA). Chemical analysis by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) confirms that the structural integrity of the [Co(II)-N4] motif is preserved in the poly-CoTAA film. In acetate buffer solution at pH 4.6, an overpotential η = -0.57 V is required to attain a catalytic current density -ik = 1 mA cmgeom(-2). The faradaic efficiency of poly-CoTAA for the HER is 90% over a period of one hour of electrolysis, but there is a decrease of the apparent concentration of Co sites after prolonged H2 production, which we ascribe to partial demetallation of the poly-CoTAA film at negative potentials.
Published: 2015

16. A new magnetic superatom: Cr@Zn17

Author: A. Lebon, Andrés Aguado, Andrés Vega, Laboratoire de magnétisme de Bretagne (LMB), Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Departamento de Física Teórica, Atómica y Óptica, and Universidad de Valladolid [Valladolid] (UVa)
Subjects: Bistability, Spintronics, Chemistry, Superatom, General Physics and Astronomy, Molecular electronics, Spin magnetic moment, Chemical physics, Cluster (physics), Density functional theory, [NLIN]Nonlinear Sciences [physics], Physical and Theoretical Chemistry, Ionization energy, Atomic physics
Abstract: cited By 12; We demonstrate, by means of fully unconstrained density functional theory calculations, that cluster Zn17 endohedrally doped with a Cr impurity can be qualified as a magnetic superalkali cluster. We explain the origin of its high stability, its low vertical ionization potential and its high total spin magnetic moment which amounts to 6 μB, exactly the same value as that of the isolated Cr atom. With the aim of exploring the possibility of designing a bistable magnetic nanoparticle, with a corresponding inter-unit exchange coupling, we also consider the assembling of two such units through different contact regions and in different magnetic configurations. Furthermore, we analyze up to which extent is the Zn shell able to preserve the electronic properties of the embedded Cr atom, both against coalescence of the two superatoms forming the magnetically bistable nanoparticle, and upon the adsorption of an O2 molecule or even under an oversaturated O2 atmosphere. Our results are discussed not only emphasizing the fundamental physical and chemical aspects, but also with an eye on the new prospects that those Cr@Zn17 magnetic superalkali clusters (and others of similar kind) may open in spintronics-, molecular electronics- or biomedical-applications. © 2015 Owner Societies.
Published: 2015

17. Long-time fluctuations of off-diagonal GMI-based magnetometers

Author: Basile Dufay, Elodie Portalier, J. Gieraltowski, A. Esper, Christophe Dolabdjian, Equipe Electronique - Laboratoire GREYC - UMR6072, Groupe de Recherche en Informatique, Image et Instrumentation de Caen (GREYC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU), Laboratoire de magnétisme de Bretagne (LMB), Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), and Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 010302 applied physics, Physics, noise, Magnetometer, Acoustics, 010401 analytical chemistry, Analog-to-digital converter, Flux, magnetometers, long time fluctuations, 01 natural sciences, Noise (electronics), 0104 chemical sciences, Magnetic field, law.invention, [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics, law, 0103 physical sciences, Transient response, Very low frequency, Electrical impedance, Giant magneto-impedance
Abstract: International audience; This paper presents the measurement of long-time equivalent magnetic field fluctuations. It was obtained with a low noise off-diagonal GMI magnetometer. Acquisitions are conducted with a dedicated acquisition system. The GMI sensor principle and associated noise sources are reminded. Furthermore, the noise model is extended to include the impact of the very low frequency drift of the associated GMI impedance. The homemade GMI magnetometer and the used high dynamic analog to digital converter board are described. The obtained performances show a peak to peak fluctuations of 10 nTpp and a drift of 20 nT/h during 4.5 hours after a transient response. Results are compared, in real time, to a commercial flux gate magnetometer.
Published: 2017

18. Free-Space Characterization of Magneto-Optical Hexaferrites in the Submillimeter-Wave Range

Author: Kamil Postava, Mathias Vanwolleghem, Guillaume Ducournau, Martin Mičica, Tomas Horak, Jamal Ben Youssef, Jean-Francois Lampin, Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 (IEMN), Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF), IT4Innovations - National Supercomputing Center [Ostrava], Technical University of Ostrava [Ostrava] (VSB), Laboratoire de magnétisme de Bretagne (LMB), Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Photonique THz - IEMN (PHOTONIQUE THz - IEMN), and Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)
Subjects: Permittivity, Terahertz radiation, Fast Fourier transform, Inverse, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, 010309 optics, symbols.namesake, Optics, 0103 physical sciences, Surface roughness, Ceramic, Electrical and Electronic Engineering, [PHYS.COND]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat], Physics, [PHYS]Physics [physics], Radiation, business.industry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Computational physics, Perfect mirror, Fourier transform, visual_art, symbols, visual_art.visual_art_medium, 0210 nano-technology, business
Abstract: We present the quasi-optical free-space characterization of magneto-optical hexagonal ferrites—crystalline BaFe $_{12}$ O $_{19}$ and both ceramic and crystalline SrFe $_{12}$ O $_{19}$ —in the range between 325 and 500 GHz using a vector network analyzer. This method provides us the full complex spectrum of the 2 $\times$ 2 S -matrix element of the sample. Transmission through free air and reflection of a perfect mirror have been used as references. We determined the complex optical indices, permittivities, and permeabilities of all samples by fitting a calculated model to the measured data. The perturbing effects of multiple reflections between setup components were filtered out by inverse fast Fourier transform of the measured signal and subsequent time gating in the obtained time-domain signal. The results presented in this paper show that this processing method reliably deals with all perturbing effects in free-space measurement and therefore can be applied for characterization of various types of magneto-optical samples with different sizes and significant surface roughness as well. Furthermore, it provides convincing indications regarding the usefulness of the different types of hexaferrites for nonreciprocal devices (such as isolators) for submillimeter applications.
Published: 2017

19. Generation of coherent spin-wave modes in yttrium iron garnet microdiscs by spin–orbit torque

Author: Miguel A. Muñoz, O. d'Allivy Kelly, Vladislav E. Demidov, P. Bortolotti, Sergej O. Demokritov, Olivier Klein, J. Ben Youssef, V. V. Naletov, G. de Loubens, X. de Milly, Vincent Cros, Martin Collet, José L. Prieto, Abdelmadjid Anane, R. Bernard, Unité mixte de physique CNRS/Thales (UMPhy CNRS/THALES), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-THALES, Laboratoire Nano-Magnétisme et Oxydes (LNO), Service de physique de l'état condensé (SPEC - UMR3680), Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, Laboratoire de Physique des Lasers, Atomes et Molécules - UMR 8523 (PhLAM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lille, Recherche translationelle relations hôte-pathogènes, Université de Lille-Centre Hospitalier Régional Universitaire [Lille] (CHRU Lille), Laboratoire de magnétisme de Bretagne (LMB), Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Westfälische Wilhelms-Universität Münster (WWU), Physikalisches Institut [Münster], Instituto de Sistemas Optoelectrónicos y Microtecnología, Universidad Politécnica de Madrid (UPM), Laboratoire des Mécanismes et Transfert en Géologie (LMTG), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), SPINtronique et TEchnologie des Composants (SPINTEC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Instituto de Microelectronica de Madrid (IMM), Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC)-Centro Nacional de Microelectronica [Spain] (CNM), France Génomique, Direction Générale de l'Armement (France), Région Auvergne-Rhône-Alpes, Russian Government, Kazan Federal University, THALES [France]-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Westfälische Wilhelms-Universität Münster = University of Münster (WWU), and Centro Nacional de Microelectronica [Spain] (CNM)-Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC)
Subjects: Materials science, Science, Yttrium iron garnet, General Physics and Astronomy, FOS: Physical sciences, Insulator (electricity), 02 engineering and technology, 01 natural sciences, Article, General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, Condensed Matter::Materials Science, chemistry.chemical_compound, Magnetization, Nuclear magnetic resonance, Spin wave, 0103 physical sciences, Mesoscale and Nanoscale Physics (cond-mat.mes-hall), Torque, [PHYS.COND]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat], 010306 general physics, [PHYS]Physics [physics], Condensed Matter - Materials Science, Multidisciplinary, Condensed matter physics, Spintronics, Spin polarization, Condensed Matter - Mesoscale and Nanoscale Physics, Materials Science (cond-mat.mtrl-sci), General Chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, chemistry, Spin Hall effect, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Condensed Matter::Strongly Correlated Electrons, Astrophysics::Earth and Planetary Astrophysics, 0210 nano-technology
Abstract: In recent years, spin–orbit effects have been widely used to produce and detect spin currents in spintronic devices. The peculiar symmetry of the spin Hall effect allows creation of a spin accumulation at the interface between a metal with strong spin–orbit interaction and a magnetic insulator, which can lead to a net pure spin current flowing from the metal into the insulator. This spin current applies a torque on the magnetization, which can eventually be driven into steady motion. Tailoring this experiment on extended films has proven to be elusive, probably due to mode competition. This requires the reduction of both the thickness and lateral size to reach full damping compensation. Here we show clear evidence of coherent spin–orbit torque-induced auto-oscillation in micron-sized yttrium iron garnet discs of thickness 20 nm. Our results emphasize the key role of quasi-degenerate spin-wave modes, which increase the threshold current., This research was partially supported by the ANR Grant Trinidad (ASTRID 2012 program). M.C. acknowledges DGA for financial support. V.V.N. acknowledges support from the program CMIRA'Pro of the region Rhône-Alpes. S.O.D. and V.V.N. acknowledge, respectively, support from the Russian programs Megagrant No. 2013-220-04-329 and Competitive Growth of KFU.
Published: 2016

20. Direct observation of dynamic modes excited in a magnetic insulator by pure spin current

Author: M. Evelt, Vincent Cros, J. Ben Youssef, V. V. Naletov, Vladimir O. Bessonov, Martin Collet, Paolo Bortolotti, G. de Loubens, Olivier Klein, José L. Prieto, Manuel Muñoz, Sergej O. Demokritov, Vladislav E. Demidov, Abdelmadjid Anane, Institute for Applied Physics and Center for Nanotechnology, University of Münster, M.N. Mikheev Institute of Metal Physics (IMP), Ural Branch of Russian Academy of Sciences (UB RAS), Instituto de Sistemas Optoelectrónicos y Microtecnología, Universidad Politécnica de Madrid (UPM), Instituto de Microelectronica de Madrid (IMM), Centro Nacional de Microelectronica [Spain] (CNM)-Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC), Laboratoire de magnétisme de Bretagne (LMB), Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Nano-Magnétisme et Oxydes (LNO), Service de physique de l'état condensé (SPEC - UMR3680), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, Institute of Physics [Kazan] (IoP), Kazan Federal University (KFU), SPINtronique et TEchnologie des Composants (SPINTEC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Unité mixte de physique CNRS/Thales (UMPhy CNRS/THALES), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-THALES, German Research Foundation, Agence Nationale de la Recherche (France), Ministry of Education and Science of the Russian Federation, Kazan Federal University, Westfälische Wilhelms-Universität Münster (WWU), Instituto Carlos I de Fisica Teorica y Computacional, Universidad de Granada (UGR), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Physique Théorique de la Matière Condensée (LPTMC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), Recherche translationelle relations hôte-pathogènes, Université de Lille-Centre Hospitalier Régional Universitaire [Lille] (CHRU Lille), Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC)-Centro Nacional de Microelectronica [Spain] (CNM), Westfälische Wilhelms-Universität Münster = University of Münster (WWU), and THALES [France]-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Materials science, Yttrium iron garnet, FOS: Physical sciences, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, Article, Magnetization, chemistry.chemical_compound, Mesoscale and Nanoscale Physics (cond-mat.mes-hall), 0103 physical sciences, 010306 general physics, Magnonics, [PHYS]Physics [physics], Magnetization dynamics, Multidisciplinary, Condensed matter physics, Spin polarization, Spintronics, Condensed Matter - Mesoscale and Nanoscale Physics, 021001 nanoscience & nanotechnology, chemistry, [PHYS.COND.CM-GEN]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Other [cond-mat.other], Mode coupling, Condensed Matter::Strongly Correlated Electrons, 0210 nano-technology, Excitation
Abstract: Excitation of magnetization dynamics by pure spin currents has been recently recognized as an enabling mechanism for spintronics and magnonics, which allows implementation of spin-torque devices based on low-damping insulating magnetic materials. Here we report the first spatially-resolved study of the dynamic modes excited by pure spin current in nanometer-thick microscopic insulating Yttrium Iron Garnet disks. We show that these modes exhibit nonlinear self-broadening preventing the formation of the self-localized magnetic bullet, which plays a crucial role in the stabilization of the single-mode magnetization oscillations in all-metallic systems. This peculiarity associated with the efficient nonlinear mode coupling in low-damping materials can be among the main factors governing the interaction of pure spin currents with the dynamic magnetization in high-quality magnetic insulators., This research was partially supported by the Deutsche Forschungsgemeinschaft, the ANR Grant Trinidad (ASTRID 2012 program), and the program Megagrant No. 14.Z50.31.0025 of the Russian Ministry of Education and Science. M. C. acknowledges DGA for financial support. V. V. N. acknowledges support from the Competitive Growth of KFU.
Published: 2016

21. Influence of mesoporous or parasitic BiFeO 3 structural state on the magnetization reversal in multiferroic BiFeO 3/Ni 81Fe 19 polycrystalline bilayers

Author: Y. Le Grand, W. Jahjah, Cécile Marcelot, D. T. Dekadjevi, J.-Ph. Jay, A. R. E. Prinsloo, A. Fessant, J. Richy, C. J. Sheppard, Bénédicte Warot-Fonrose, David Spenato, Laboratoire de magnétisme de Bretagne (LMB), Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de Recherche en Acquisition et Traitement de l'Image pour la Santé (CREATIS), Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Interférométrie, In situ et Instrumentation pour la Microscopie Electronique (CEMES-I3EM), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Queen Alexandra Hospital, Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Subjects: Materials science, Condensed matter physics, General Physics and Astronomy, 02 engineering and technology, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, Ferroelectricity, chemistry.chemical_compound, Exchange bias, chemistry, Ferromagnetism, Phase (matter), 0103 physical sciences, Antiferromagnetism, Multiferroics, Crystallite, [PHYS.COND]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat], 010306 general physics, 0210 nano-technology, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Bismuth ferrite
Abstract: Coupled ferromagnetic and antiferromagnetic bilayers are an important class of materials that allow manipulating magnetic properties, including the interfacial exchange bias phenomenon. Bismuth ferrite, BiFeO 3, is the most studied single-phase magnetoelectric multiferroic due to its unique ferroelectric and antiferromagnetic orderings well above room temperature. We report on a systematic experimental study regarding the direct correlation between the Bi 2O 3 parasitic phase concentration in the BiFeO 3 and the magnetic properties of the polycrystalline heterostructure BiFeO 3/Ni 81Fe 19 deposited via magnetron sputtering. It was found that the macroscopic exchange field, that arises from exchange bias coupling, is zero for phase-pure BiFeO 3 and increases up to 18 Oe on increasing the concentration of Bi 2O 3. This trend is in agreement with the azimuthal behavior of the magnetization reversal. The structural characterization also indicates that phase-pure BiFeO 3 has a disordered mesoporous structure. The influence of the Bi 2O 3 parasitic phase and mesoporous state, that is known to exist and introduce defects in the polycrystalline bilayers of BiFeO 3/Ni 81Fe 19, on the magnetization reversal and exchange bias coupling is reported for the first time in this study.Coupled ferromagnetic and antiferromagnetic bilayers are an important class of materials that allow manipulating magnetic properties, including the interfacial exchange bias phenomenon. Bismuth ferrite, BiFeO 3, is the most studied single-phase magnetoelectric multiferroic due to its unique ferroelectric and antiferromagnetic orderings well above room temperature. We report on a systematic experimental study regarding the direct correlation between the Bi 2O 3 parasitic phase concentration in the BiFeO 3 and the magnetic properties of the polycrystalline heterostructure BiFeO 3/Ni 81Fe 19 deposited via magnetron sputtering. It was found that the macroscopic exchange field, that arises from exchange bias coupling, is zero for phase-pure BiFeO 3 and increases up to 18 Oe on increasing the concentration of Bi 2O 3. This trend is in agreement with the azimuthal behavior of the magnetization reversal. The structural characterization also indicates that phase-pure BiFeO 3 has a ...
Published: 2018

22. Molecular hydrogen uptake by zigzag graphene nanoribbons doped with early 3d transition-metal atoms

Author: Jesús Carrete, Luis J. Gallego, A. Lebon, Andrés Vega, R. C. Longo, Laboratoire de magnétisme de Bretagne (LMB), Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Departamento de Física Teórica, Atómica y Óptica, and Universidad de Valladolid [Valladolid] (UVa)
Subjects: Materials science, Binding energy, Average magnetic moments, Energy Engineering and Power Technology, Zigzag graphene nanoribbons, 02 engineering and technology, Carbon nanotube, Transition metal atoms, 01 natural sciences, Molecular physics, Adatoms, law.invention, Graphene nanoribbon (GNR), Hydrogen storage, Density-functional calculations, Computational chemistry, law, 0103 physical sciences, [NLIN]Nonlinear Sciences [physics], 010306 general physics, Department of Energy, Magnetic moment, Renewable Energy, Sustainability and the Environment, Graphene, Nanoribbons, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, Nanostructures, Electronic and magnetic properties, Fuel Technology, Zigzag, Hydrogen storage media, Magnetic moments, Density functional theory, Adsorption, Calculations, 0210 nano-technology, Graphene nanoribbons
Abstract: cited By 17; We performed ab initio density-functional calculations to investigate the structural, electronic and magnetic properties of nanostructures comprising single-adatoms of Sc, Ti or V adsorbed on a hydrogen-passivated zigzag graphene nanoribbon (GNR). We also investigated the affinity of the resulting doped nanostructures for molecular hydrogen. In all cases, the most stable structures featured the adatom at positions near one of the edges of the GNR. However, whereas in the most stable structures of the systems Sc/GNR and V/GNR the adatom was located above a bay of the zigzag edge, Ti/GNR was found to be most stable when the adatom was at a first-row hole site. Adsorption at sites near one of the ribbon edges reduced drastically the average magnetic moment of the carbon atoms at that edge. On the other hand, the magnetic moments of the adatoms on the GNR, as the electronic character of the doped nanostructures, depended on the adsorption site and on the adatom species, but their absolute values were in all cases, except when Sc was at an edge bay site, greater than those of the corresponding free atoms. Our results showed that, of the three systems investigated in this paper, Ti/GNR (except when Ti is adsorbed at an edge bay site) and V/GNR appear to satisfy the criterion specified by the U. S. Department of Energy for efficient H2 storage, as far as binding energy is concerned. We discussed in detail the differences between the adsorption of H2 on the system Ti/GNR and the adsorption of H 2 on Ti-adsorbed carbon nanotubes, which have been proposed as a high-capacity hydrogen storage media. Copyright © 2013, Hydrogen Energy Publications, LLC. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.
Published: 2013

23. Study of the exchange bias properties in ferromagnetic/multiferroic nanostructures

Author: Richy, Jérôme, Laboratoire de magnétisme de Bretagne (LMB), Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Bretagne occidentale - Brest, David Spenato, David Dekadjevi, and STAR, ABES
Subjects: Modèle, Multiferroïque, Temperature dependence, Couplage d'échange, Exchange bias, [PHYS.COND]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat], [PHYS.COND] Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat], Simulation, Model, Multiferroism, Dépendance en température
Abstract: This dissertation presents a study of the exchange coupling in ferromagnetic-multiferroic nanostructures, with specific interest in understanding the thermal and angular reversal of the magnetization.A theorical numerical model of the thermal magnetization reversal in core-shell nanoparticles is presented. The program source code, implemented during this thesis, is freely avaibale to the scientific community under an open-source license. This model, developed during this thesis, allows diameter size dispersion, and demonstrates the key role of the size distribution and temperature in the magnetic response of nanoparticles.The experimentally studied bilayer is composed of a ferromagnetic material, Ni81Fe19, and a room temperature magnetoelectric multiferroic, BiFeO3. Different thicknesses in BiFeO3 were deposited. The structure and morphology of the bilayers were studied using X-ray diffraction, atomic force microscopy and transmission electron microscopy, revealing in particular the BiFeO3 polycristallinity. The magnetization reversal was probed by vectorial vibrating magnetometry, at room temperature and 77 K, using a self-developped immersive cryostat. The SQUID magnetometry allowed the measurement of two specific cooling protocols between 10 K and 380 K. The results of these two different protocols are similar to the ones obtained for measurements previously reported on expitaxial BiFeO3. An intrinsic property of BiFeO3 is proposed as being the driving mechanism for the thermal dependent magnetization reversal: the canting of the BiFeO3 spins leading to a biquadratic contribution to the exchange coupling. Finally, a new phenomenon in exchange coupled materials is shown at room temperature, which corresponds to an angular training of the anisotropy axes., Ce travail de thèse est consacré à l’étude du couplage d’échange dans des nano-structures de type ferromagnétique-multiferroïque, avec un intérêt particulier dans la compréhension du renversement en température et angulaire de l’aimantation.Au niveau théorique, un modèle numérique de renversement en température de l’aimantation dans des nanoparticules de type cœur-coquille sera présenté. Le code source du programme, implémenté au cours de cette thèse, a été rendu disponible pour la communauté scientifique sous licence libre. Il permet notamment d’introduire une dispersion en taille des particules, et démontrera le rôle clé de la distribution en taille et de la température dans la réponse magnétique des nanoparticules.Au niveau expérimental, une bicouche composée d’un ferromagnétique Ni81Fe19, et d’un multiferroïque magnétoélectrique à température ambianteBiFeO3, est étudiée. Ces couches sont déposées par pulvérisation cathodique radiofréquence, selon différentes épaisseurs de BiFeO3. Leur structure ainsi que leur morphologie sont caractérisées par diffraction des rayons X, microscopie à force atomique et microscopie électronique à transmission, révélant en particulier la polycristallinité de BiFeO3. Le renversement de l’aimantation est analysé par magnétométrie vectorielle à échantillon vibrant, fournissant des mesures angulaires à température ambiante et à 77 K, à l’aide d’un cryostat à immersion développé au cours de cette thèse ; ainsi que par magnétométrie SQUID, avec l’application de deux protocoles spécifiques de refroidissement en température (entre 10 K et 380 K). Les résultats montrent un comportement similaire à ceux obtenus sur des bicouches épitaxiées. Une propriété intrinsèque du BiFeO3 sera proposée comme étant un mécanisme possible conduisant au comportement en température obtenu, à savoir le cantage des spins de BiFeO3 conduisant à une contribution biquadratique du couplage d’échange. Finalement, un phénomène nouveau dans les matériaux couplés par échange sera mis en évidence à température ambiante, c’est-à-dire un traînage angulaire des axes d’anisotropie.
Published: 2016

24. Development of chipless wireless sensors for the predictive maintenance of infrastructures

Author: Khalifeh, Rania, Laboratoire de magnétisme de Bretagne (LMB), Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Bretagne occidentale - Brest, Stéphane Rioual, and STAR, ABES
Subjects: RFID, [SPI.ELEC]Engineering Sciences [physics]/Electromagnetism, Dégradation des matériaux, Résonateurs, [SPI.ELEC] Engineering Sciences [physics]/Electromagnetism, Resonators, Technologie RFID, Water diffusion, Materials degradation, Diffusion de l’eau
Abstract: Corrosion and material degradation are major problems that economically impact many areas of activity. This degradation depends on many environmental parameters. In this context, monitoring the degradation of materials is crucial. The objective of this thesis is to develop materials degradation sensors that are chipless and wireless. For that purpose, this work will be based on passive RFID (Radio Frequency Identification). We present different resonators sensitive to the degradation and corrosion of materials. These are often linked to the presence of water in the environment; part of the thesis concerns the monitoring of the absorption in organic coatings and concrete. In order to correlate the presence of water with a degradation of the metal present in the dielectric, a resonator sensitive to the corrosion potential is then proposed. Finally, a study on the detection of dissolved salts in the medium is performed by this type of technique. Following these results, a shorter part of the realization of a demonstrator in the authorized ISM band at 2.45 GHz is presented. It provides a discussion about the use of this type of sensor in real situations., La corrosion et la dégradation des matériaux sont des problèmes majeurs qui impactent économiquement de nombreux domaines d’activités. Cette dégradation dépend de nombreux paramètres environnementaux. Dans ce cadre, le suivi de la dégradation des matériaux est primordial. L’objectif de cette thèse est donc d’élaborer des capteurs de dégradation de matériaux, sans fils et passifs énergétiquement. Pour cela, notre travail sera basé sur la technologie RFID (Radio Frequency Identification) passive. Nous présentons alors, des résonateurs sensibles à la dégradation et à la corrosion des matériaux. Celles-ci étant souvent liées à la présence d’eau dans le milieu environnant, une partie de la thèse concerne le suivi de l’absorption dans les revêtements organiques et les bétons. Afin de corréler la présence d’eau avec une dégradation du métal présent dans le diélectrique, un résonateur sensible au potentiel de corrosion est ensuite proposé. Pour finir, une étude sur la détection des sels dissouts dans le milieu est réalisée par ce type de technique. Suite à la présentation de ces résultats, une partie plus courte consacrée à la réalisation d’un démonstrateur sur la bande ISM autorisée à 2.45 GHz est présentée. Elle permet une discussion sur l’utilisation de ce type de capteur dans des situations réelles.
Published: 2016

25. Influence of ytrium iron garret thickness and heater opacity on the nonlocal transport of electrically and thermally excited magnons

Author: Shan, Juan, Cornelissen, Ludo J., Vlietstra, Nynke, Ben Youssef, Jamal, Kuschel, Timo, Duine, Rembert, Van Wees, Bart J., Theoretical Physics, Sub Cond-Matter Theory, Stat & Comp Phys, Physics of Nanostructures, Laboratoire de magnétisme de Bretagne (LMB), Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Physics of Nanodevices, Theoretical Physics, and Sub Cond-Matter Theory, Stat & Comp Phys
Subjects: Materials science, Opacity, Yttrium iron garnet, FOS: Physical sciences, MAGNETIC INSULATOR, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, chemistry.chemical_compound, Condensed Matter::Materials Science, Seebeck coefficient, Mesoscale and Nanoscale Physics (cond-mat.mes-hall), 0103 physical sciences, Thermoelectric effect, Electronic, Optical and Magnetic Materials, [PHYS.COND]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat], Diffusion (business), 010306 general physics, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, [PHYS]Physics [physics], Spintronics, Condensed matter physics, Condensed Matter - Mesoscale and Nanoscale Physics, Magnon, Relaxation (NMR), Condensed Matter Physics, 021001 nanoscience & nanotechnology, Electronic, Optical and Magnetic Materials, 3. Good health, chemistry, SPIN, SPINTRONICS, Condensed Matter::Strongly Correlated Electrons, 0210 nano-technology, TORQUE
Abstract: We studied the nonlocal transport behavior of both electrically and thermally excited magnons in yttrium iron garnet (YIG) as a function of its thickness. For electrically injected magnons, the nonlocal signals decrease monotonically as the YIG thickness increases. For the nonlocal behavior of the thermally generated magnons, or the nonlocal spin Seebeck effect (SSE), we observed a sign reversal which occurs at a certain heater-detector distance, and it is influenced by both the opacity of the YIG/heater interface and the YIG thickness. Our nonlocal SSE results can be qualitatively explained by the bulk-driven SSE mechanism together with the magnon diffusion model. Using a two-dimensional finite element model (2D-FEM), we estimated the bulk spin Seebeck coefficient of YIG at room temperature. The quantitative disagreement between the experimental and modeled results indicates more complex processes going on in addition to magnon diffusion and relaxation, especially close to the contacts., 16 pages, 11 figures
Published: 2016

26. Driving mechanism for damping and g-factor in non-amorphous ferromagnetic CoFeZr ultrathin films

Author: David Spenato, J. Ben Youssef, J-Ph. Jay, S. P. Pogossian, Bénédicte Warot-Fonrose, Nathan Beaulieu, C. Le Graët, D. T. Dekadjevi, Laboratoire de magnétisme de Bretagne (LMB), Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Interférométrie, In situ et Instrumentation pour la Microscopie Electronique (CEMES-I3EM), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Materials science, Spintronics, Condensed matter physics, General Physics and Astronomy, 02 engineering and technology, Coercivity, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, Ferromagnetic resonance, Amorphous solid, Magnetic anisotropy, Magnetization, Condensed Matter::Materials Science, Ferromagnetism, 0103 physical sciences, PACS 76.50.+g – Ferromagnetic, antiferromagnetic, and ferromagnetic resonances, spin-wave resonancePACS 75.70.-i – Magnetic properties of thin films, surfaces, and interfacesPACS 75.50.Bb – Fe and its alloys, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], 010306 general physics, 0210 nano-technology, Saturation (magnetic)
Abstract: International audience; – We demonstrate that an in-plane uniaxial anisotropy may be induced in non-amorphous soft CoFeZr films. We used broadband ferromagnetic resonance spectroscopy and complex permeability spectra to investigate the spin dynamics in CoFeZr films. We report a systematic study of the FM thickness on the fundamental dynamic parameters such as the effective magnetisation, the g-factor and relaxation mechanisms. Our study reveals that the decrease of the effective magnetisation mesured with FMR with thickness is not due to perpendicular anisotropy but to low dimentionality. Moreover, we observed a decrease of the g-factor with thickness and a modification of the ratio of the orbital to the spin magnetic moment. These films exhibit good high-frequency performance red (i.e. high permeability in a broad frequency range and a low damping) at low thickness of about a few nanometers. Copyright c EPLA, 2016 Nowadays, spintronics devices and magnetic media have to operate at the gigahertz regime (i.e. with ns reversal times). Magnetic thin films are widely used and studied because the ability of their magnetization to precess/reverse in a high frequency-short time range (several GHz/ns) [1,2]. For high-frequency applications, these magnetic materials need to have a large permeabil-ity in a broad frequency range [3]. The key parameters that govern spin dynamics are the saturation magnetiza-tion, the effective field and the (Lande) factor [4]. FeCo alloy should be, at first glance, one of the most competitive candidates because of its high saturation mag-netization M S (2.45 T). However, as-deposited FeCo films exhibit high coercive field ranging from 100 to 200 Oe, in-plane isotropic magnetic anisotropy and a large magne-tocrystalline anisotropy which hinders the high-frequency applications ([5] and references therein). A solution is to produce amorphous CoFe-based alloys by alloying met-alloid into the FM matrix: the addition of a metal-loid in the ferromagnet (FM) destroys the cristallinity, (a)
Published: 2016

27. Towards the development of multifunctional molecular indicators combining soil biogeochemical and microbiological variables to predict the ecological integrity of silvicultural practices

Author: Philippe Constant, Jean-Philippe Buffet, Alain Paquette, Liliana Quiza, Nadyre Beaulieu, Vincent Peck, Claude Guertin, Mondher Khdhiri, Audrey-Anne Durand, Nelson Thiffault, Christian Messier, Institut Armand Frappier (INRS-IAF), Réseau International des Instituts Pasteur (RIIP)-Institut National de la Recherche Scientifique [Québec] (INRS), Centre for Forest Research (CFR), Université du Québec à Montréal = University of Québec in Montréal (UQAM), Direction de la recherche forestière, Ministère des Ressources naturelles du Québec, Institut des Sciences de la Forêt tempérée (ISFORT), Université du Québec en Outaouais (UQO), Laboratoire de magnétisme de Bretagne (LMB), Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), This research was supported by a grant from the Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (NSERC) Engage Program to PC (grant EGP 463612-14)., and Institut National de la Recherche Scientifique [Québec] (INRS)-Réseau International des Instituts Pasteur (RIIP)
Subjects: 0106 biological sciences, 0301 basic medicine, Biogeochemical cycle, Soil test, Chemical Phenomena, [SDV]Life Sciences [q-bio], Bioengineering, 010603 evolutionary biology, 01 natural sciences, Applied Microbiology and Biotechnology, Biochemistry, DNA, Ribosomal, 03 medical and health sciences, Soil, Microbial ecology, Abundance (ecology), RNA, Ribosomal, 16S, [SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, Soil Microbiology, Research Articles, 2. Zero hunger, biology, Bacteria, Ecology, Community structure, High-Throughput Nucleotide Sequencing, Microsite, Sequence Analysis, DNA, 15. Life on land, biology.organism_classification, Biota, 030104 developmental biology, Environmental science, Larch, Soil microbiology, Biotechnology, Research Article
Abstract: International audience; The impact of mechanical site preparation (MSP) on soil biogeochemical structure in young larch plantations was investigated. Soil samples were collected in replicated plots comprising simple trenching, double trenching, mounding and inverting site preparation. Unlogged natural mixed forest areas were used as a reference. Analysis of soil nutrients, abundance of bacteria and gas exchanges unveiled no significant difference among the plots. However, inverting site preparation resulted in higher variations of gas exchanges when compared with trenching, mounding and unlogged natural forest. A combination of the biological and physicochemical variables was used to define a multifunctional classification of the soil samples into four distinct groups categorized as a function of their deviation from baseline ecological conditions. According to this classification model, simple trenching was the approach that represented the lowest ecological risk potential at the microsite level. No relationship was observed between MSP method and soil bacterial community structure as assessed by high-throughput sequencing of bacterial 16S rRNA gene; however, indicator genotypes were identified for each multifunctional soil class. This is the first identification of multifunctional molecular indicators for baseline and disturbed ecological conditions in soil, demonstrating the potential of applied microbial ecology to guide silvicultural practices and ecological risk assessment.
Published: 2016

28. Study of the magnetization behavior of ferromagnetic nanowire array: Existence of growth defects revealed by micromagnetic simulations

Author: G. Nguyen Vien, Frédéric Gloaguen, B. Rouvellou, Benoit Lescop, Stéphane Rioual, Laboratoire de magnétisme de Bretagne (LMB), Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Chimie, Electrochimie Moléculaires et Chimie Analytique (CEMCA), Institut Brestois Santé Agro Matière (IBSAM), and Université de Brest (UBO)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)
Subjects: 010302 applied physics, Ferromagnetic nanowires, Micromagnetic modeling, Materials science, Condensed matter physics, Magnetometer, Nanowire, Magnetization process, 02 engineering and technology, Coercivity, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, 01 natural sciences, Electronic, Optical and Magnetic Materials, law.invention, Magnetization, Magnetic anisotropy, Ferromagnetism, law, Remanence, 0103 physical sciences, [CHIM]Chemical Sciences, Grain boundary, 0210 nano-technology
Abstract: International audience; High aspect ratio nanowires were electrodeposited in nanoporous anodic alumina template by a potentiostatic method. The angular dependence of the coercive field and remanence magnetization extracted from magnetometry measurements are compared with micromagnetic simulations. Inclusion of magnetostatic interactions between Ni nanowires in simulations is required to explain some of the properties of the magnetization reversal. However, it is not sufficient to reproduce fully the angular dependence of the coercive field. Due to the polycrystalline nature of nanowires and thus to the presence of grain boundaries, defects are included in simulations. A good agreement between theory and experiment is then clearly highlighted, in particular in the nanowire easy axis direction. The achieved results allow a description of several experimental data published in the literature and consequently to get a better understanding of reversal mechanisms that operate in such nanowire arrays. A complementary study of composite nanowire array is successfully performed to prove the adequacy of the simulations method to describe the magnetic properties of nanowire array.
Published: 2016

29. Passive wireless sensor for corrosion monitoring

Author: Yasri, Maria, Laboratoire de magnétisme de Bretagne (LMB), Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Bretagne occidentale - Brest, Stéphane Rioual, François Gallée, and STAR, ABES
Subjects: Corrosion sensor, Corrosion localisée, [SPI.ELEC]Engineering Sciences [physics]/Electromagnetism, Capteur de corrosion, Electromagnetic characterisation, [SPI.ELEC] Engineering Sciences [physics]/Electromagnetism, Uniform corrosion, Localised corrosion, Caractérisation électromagnétique, Corrosion uniforme
Abstract: This thesis focused on the design of a passive wireless corrosion sensor. Existing wireless solutions concern either classic architecture sensors or passive solutions. In the first case, the corrosion sensor is active and can be interrogated at long range. In the second case, the existing passive solutions only work with reading distances of a few centimeters because of the low frequencies. The objective of this study was to respond to this need. That’s why; we were inspired by the RFID( Radio Frequency Identification) passive chipless technology for the development of a sensor based on a microwave function. The first structure was a microstrip line, of which the strip is composed of a thin layer of an element sensitive to corrosion. In this case, the corrosion of the line is proven by an amplitude variation due to losses principally explained by the skin effect or the creation of defects. A second microwave structure was developed based on a stub (open circuit) which allowed us to follow the process of corrosion via a frequency variation. Much like the microstrip line, this structure allowed us to distinguish between uniform corrosion and localised corrosion. Due to the highlighting of these features, different corrosion control strategies can be imagined and a demonstrator was executed. The key point of the proposed demonstrator is an increase in the reading distance in the chipless RFID technology; this was made possible by taking into consideration the isolation TX / Rx of the reader. In this context, three types of antennas were studied. In order to increase the reading distance, other isolation techniques were proposed: the use of a phase shifter but also a temporal isolation using a SAW delay line. Thanks to these two methods, a reading distance of two meters was obtained. Following the RF characterizations of metals exposed to the discussed corrosion, we also developed a near field RF probe, which allows corrosion diagnostic of metal surfaces., Cette thèse a porté sur la conception d'un capteur de corrosion passif, sans contact de moyenne portée. Les solutions existantes sans fil concernent soit des capteurs à architecture classique, soit des solutions passives. Dans le premier cas, le capteur de corrosion est actif et peut être interrogé à longue portée. Dans le second cas, les solutions passives existantes ne fonctionnent qu’avec des distances de lecture de quelques centimètres du fait des basses fréquences utilisées. L’objectif de ce travail était de répondre à ce besoin. Pour cela, nous nous sommes inspirés de la technologie RFID (Radio Frequency Identification) passive chipless pour le développement d’un capteur basé sur une fonction hyperfréquence. La première structure réalisée a été une ligne microruban, dont le ruban est constitué d’une couche mince d’un élément sensible à la corrosion. Dans ce cas, la corrosion de la ligne s’est traduite par une variation d’amplitude du fait de l’apparition de pertes expliquées principalement par l’effet de peau ou la création de défauts. Une deuxième structure hyperfréquence a été élaborée en se basant sur un stub (circuit ouvert) qui a permis de suivre le processus de la corrosion via une variation de fréquence. Comme le cas de la ligne microruban, cette structure nous a permis de distinguer la corrosion uniforme et la corrosion localisée. Grâce à la mise en évidence de ces fonctionnalités, diverses stratégies de contrôle de la corrosion peuvent être imaginées et un démonstrateur a été réalisé. Le point clé du démonstrateur proposé est une augmentation de la distance de lecture dans la technologie RFID chipless, ceci a été rendu possible en considérant l’isolation Tx / Rx du lecteur. Dans ce contexte, trois types d’antennes ont été étudiées. Afin d’augmenter encore la distance de lecture, d’autres techniques d’isolation ont été proposées : l’utilisation d’un déphaseur mais aussi l’isolation temporelle par l’utilisation d’une ligne à retard SAW. Grâce à ces 2 méthodes, une distance de lecture de deux mètres a été obtenue. Suite aux caractérisations RF des métaux soumis à la corrosion discutées, nous avons aussi élaboré une sonde RF à champ proche permettant de diagnostiquer la corrosion de surfaces métalliques.
Published: 2016

30. Développement d'une nouvelle méthode de suivi de la corrosion par des capteurs sans fil basés sur la technologie RFID

Author: KHALIFEH, Rania, Rioual, Stéphane, Lescop, Benoit, Laboratoire de magnétisme de Bretagne (LMB), Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Sciencesconf.org, CCSD
Subjects: [SPI]Engineering Sciences [physics], [SPI] Engineering Sciences [physics]
Abstract: International audience; Un capteur radiofréquence sans fil et totalement passif énergétiquement permettant la mesure des potentiels de corrosion a été développé. Il repose sur l'utilisation d'un résonateur dont la fréquence de résonance dépend de la valeur du potentiel de corrosion. Deux exemples sont proposés dans ce résumé : le suivi de la passivation de l'acier et de la dégradation d'un revêtement en époxy. Ces résultats seront complétés à la conférence par des résultats obtenus par un capteur basé sur le même principe et sensible à la variation de la permittivité diélectrique des polymères.
Published: 2016

31. Magnon-photon coupling observation in a yig/resonant stub configuration

Author: Castel, Vincent, Manchec, Alexandre, Ben Youssef, Jamal, Télécom Bretagne (devenu IMT Atlantique), Ex-Bibliothèque, Lab-STICC_TB_MOM_DIM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département Micro-Ondes (MO), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Télécom Bretagne-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB), Elliptika, Laboratoire de magnétisme de Bretagne (LMB), Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-Télécom Bretagne-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)
Subjects: Condensed Matter::Materials Science, [SPI.TRON] Engineering Sciences [physics]/Electronics, [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics
Abstract: International audience; A systematic study of the coupling at room temperature between ferromagnetic resonance (FMR) and a planar resonator is presented. The chosen magnetic material is a ferrimagnetic insulator (Yttrium Iron Garnet: YIG) which is positioned on top of a stop band (notch) filter based on a stub line capacitively coupled to a 50 Ω microstrip line resonating at 4.731 GHz. Control of the magnon-photon coupling strength is discussed in terms of the microwave excitation configuration and the YIG thickness from 0.2 to 41 μm. From the latter dependence, we extract a single spin-photon coupling of g0/2π=162±6 mHz and a maximum of an effective coupling of 290 MHz.
Published: 2016

32. Développement de capteurs passifs sans fil pour des applications au génie civil

Author: Khalifeh, Rania, Lescop, Benoit, Gallée, François, Le Roux, G, Rioual, Stéphane, Laboratoire de magnétisme de Bretagne (LMB), Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Lab-STICC_TB_MOM_DIM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département Micro-Ondes (MO), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Télécom Bretagne-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB), and Lescop, Benoit
Subjects: [PHYS]Physics [physics], ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, [PHYS] Physics [physics]
Abstract: National audience
Published: 2016

33. Elaboration et caractérisation diélectrique de matériaux bio-sourcés à base d’alginate

Author: Abi Nassif, Léa, Lescop, Benoit, Talbot, Philippe, Farah, Wehbeh, Abboud, Maher, Laboratoire de magnétisme de Bretagne (LMB), Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Lab-STICC_UBO_MOM_MF, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Saint-Joseph de Beyrouth (USJ), and Lescop, Benoit
Subjects: [PHYS]Physics [physics], ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, [PHYS] Physics [physics]
Abstract: National audience
Published: 2016

34. Fundamental basis of electromagnetic wave propagation in a zinc microstrip lines during its corrosion

Author: Stéphane Rioual, Benoit Lescop, Dominique Thierry, François Gallée, Erwan Diler, Maria Yasri, Laboratoire de magnétisme de Bretagne (LMB), Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Lab-STICC_TB_MOM_DIM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département Micro-Ondes (MO), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Télécom Bretagne-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB), and Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-Télécom Bretagne-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)
Subjects: Materials science, Wave propagation, 020209 energy, Acoustics, chemistry.chemical_element, Corrosion monitoring, 02 engineering and technology, Zinc, Chloride, Microstrip, Corrosion, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Materials Chemistry, medicine, Electrical and Electronic Engineering, Instrumentation, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, [PHYS]Physics [physics], Basis (linear algebra), Metallurgy, Metals and Alloys, Condensed Matter Physics, Surfaces, Coatings and Films, Electronic, Optical and Magnetic Materials, chemistry, medicine.drug
Abstract: A new method for corrosion monitoring based on the change of the radiofrequency (RF) wave propagation in a microstrip line during its corrosion is presented. For that purpose, the microstrip line is produced in the same metal as the mechanical structure under monitoring. Zinc material is considered in the study since it allows an investigation of uniform as well as localized corrosion when chloride is used. Experimental data and simulations results provide fundamental basis on the sensing mechanisms of the method and evidence the possibility to detect the created corrosion species and to distinguish between localized and uniform corrosion processes. As the consequence, the proposed method should be considered as promising and reliable tool for corrosion monitoring of several materials exposed to various environments.
Published: 2016

35. Development of a Radio Frequency resonator for monitoring water diffusion in organic coatings

Author: KHALIFEH, Rania, Lescop, Benoit, GALLÉE, François, Rioual, Stéphane, Laboratoire de magnétisme de Bretagne (LMB), Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Lab-STICC_TB_MOM_DIM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département Micro-Ondes (MO), Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-Télécom Bretagne-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), and Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Télécom Bretagne-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)
Subjects: [PHYS]Physics [physics], ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: International audience
Published: 2016

36. FMR studies of exchange-coupled multiferroic polycrystalline Pt/BiFeO$_3$/Ni$_{81}$Fe$_{19}$/Pt heterostructures

Author: T. Hauguel, Jamal Ben Youssef, Jean-Philippe Jay, Nathan Beaulieu, David Spenato, S. P. Pogossian, Jérôme Richy, D. T. Dekadjevi, Laboratoire de magnétisme de Bretagne (LMB), Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), and Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Materials science, Acoustics and Ultrasonics, Gyromagnetic ratio, FOS: Physical sciences, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, Magnetization, Laser linewidth, 0103 physical sciences, Perpendicular, 010306 general physics, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Condensed Matter - Materials Science, Condensed matter physics, Relaxation (NMR), Resonance, Materials Science (cond-mat.mtrl-sci), Heterojunction, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, Ferromagnetic resonance, 3. Good health, Surfaces, Coatings and Films, Electronic, Optical and Magnetic Materials, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], 0210 nano-technology
Abstract: An experimental study of the in-plane azimuthal behaviour and frequency dependence of the ferromagnetic resonance field and the resonance linewidth as a function of BiFeO$_3$ thickness is carried out in a polycrystalline exchange-biased BiFeO$_3$/Ni$_{81}$Fe$_{19}$ system. The magnetization decrease of the Pt/BiFeO$_3$/Ni$_{81}$Fe$_{19}$/Pt heterostructures with BiFeO$_3$ thickness deduced from static measurements has been confirmed by dynamic investigations. Ferromagnetic resonance measurements have shown lower gyromagnetic ratio in a perpendicular geometry compared with that of a parallel geometry. The monotonous decrease of gyromagnetic ratio in a perpendicular geometry as a function of the BiFeO$_3$ film thickness seems to be related to the spin-orbit interactions due to the neighbouring Pt film at its interface with Ni$_{81}$Fe$_{19}$ film. The in-plane azimuthal shape of the total linewidth of the uniform mode shows isotropic behaviour that increases with BiFeO$_3$ thickness. The study of the frequency dependence of the resonance linewidth in a broad band of 3 to 35 GHz has allowed the determination of intrinsic and extrinsic contributions to the relaxation as function of BiFeO$_3$ thickness in perpendicular geometries. In our system the magnetic relaxation is dominated by the spin-pumping mechanism due to the presence of Pt. The insertion of BiFeO$_3$ between Pt and Ni$_{81}$Fe$_{19}$ attenuates the spin-pumping damping at one interface., Comment: paper accepted for publication in the Journal of Physics D: Applied Physics
Published: 2016
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37. Passive Wireless Sensor for Atmospheric Corrosion Monitoring in Aerospace

Author: Yasri, Maria, Diler, Erwan, Lescop, Benoit, Thierry, Dominique, Rioual, Stéphane, GALLÉE, François, Télécom Bretagne (devenu IMT Atlantique), Ex-Bibliothèque, Lab-STICC_TB_MOM_DIM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département Micro-Ondes (MO), Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-Télécom Bretagne-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Laboratoire de magnétisme de Bretagne (LMB), Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Institut de la Corrosion (Entreprise)
Subjects: [SPI.ELEC]Engineering Sciences [physics]/Electromagnetism, [SPI.ELEC] Engineering Sciences [physics]/Electromagnetism, [SPI.MAT] Engineering Sciences [physics]/Materials, [SPI.TRON] Engineering Sciences [physics]/Electronics, [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials
Abstract: International audience; Corrosion leads to failures of systems and thereby to serious safety issues. It is consequently of first importance to monitor the corrosion process of structures via corrosion sensors. Electrical Resistance (ER) corrosion sensors are frequently used for that purpose. Despite the ability of such sensors to cover numerous domains of applications, they suffer from some critical points. Indeed, such sensors are energetically active which imply the presence of power supply, embedded electronic and/or cables in the structure under monitoring. These drawbacks limit the use of ER corrosion sensors, and globally active sensors, in extreme environment, such as for aerospace applications. In this context, there is a real interest in the design of fully passive wireless corrosion sensor, with a small size, able to be easily installed in aircraft critical points. In this study, a small, wireless and fully energetically passive corrosion sensor is presented. This zinc or aluminum wireless corrosion sensor gives indication of the corrosion state via a frequency shift and not an amplitude signal variation, which allow obtaining reliable data, not dependent of the transmission efficiency. This architecture is particularly pertinent to aerospace, due to the extreme variation of the environment. The obtained results on two metallic materials, displaying homogenous and localized corrosion, will be presented and the sensor answer, as function of the type corrosion will be discussed.
Published: 2016

38. Intégration d’un matériau bio-sourcé au sein d'un résonateur RF pour la détection de la pollution en ions métalliques des eaux usées

Author: KHALIFEH, Rania, Lescop, Benoit, Chevalier, Alexis, GALLÉE, François, Rioual, Stéphane, Laboratoire de magnétisme de Bretagne (LMB), Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Lab-STICC_UBO_MOM_MF, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département Micro-Ondes (MO), Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-Télécom Bretagne-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Lab-STICC_TB_MOM_DIM, Lescop, Benoit, and Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Télécom Bretagne-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)
Subjects: [PHYS]Physics [physics], ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, [PHYS] Physics [physics]
Abstract: National audience
Published: 2016

39. Inorganic Chemistry in the Mountain Critical Zone : Are the mountain water towers of contemporary society under threat by trace contaminants ?

Author: Le Roux, Gaël, Hansson, Sophia V., Claustres, Adrien, Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Greenwood, Gregory B., Shroder, J.F., Pardo, Corinne, Dispositif de recherche interdisciplinaire sur les Interactions Hommes-Milieux - - DRIIHM / IRDHEI2011 - ANR-11-LABX-0010 - LABX - VALID, Elsevier, Laboratoire de magnétisme de Bretagne (LMB), Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-11-LABX-0010,DRIIHM / IRDHEI,Dispositif de recherche interdisciplinaire sur les Interactions Hommes-Milieux(2011), and Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE)
Subjects: Legacy pollutants, Environmental archives, Biodiversité et Ecologie, Ingénierie de l'environnement, Atmospheric deposition, Ecotoxicologie, Orographic deposition, [SDE.ES]Environmental Sciences/Environmental and Society, Critical zone- Mountains-watershed- Pollution- Heavy metals, Micropollutants, [SDE.ES] Environmental Sciences/Environmental and Society, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Potentially harmful trace elements, Radionuclides
Abstract: Potentially harmful trace elements (PHTEs) do not accumulate homogeneously over mountainous area. Generally, highland areas receive more wet deposition, aerosols, and ions than surrounding lowlands ones, mainly due to orographic enhancement. Within mountainous areas, however, the accumulation of PHTEs is much more complex. Direct cloud deposition of contaminants could act as an important pathway of deposition either from a regional low-altitude, cloud level, orographic clouds, or haze whose frequency of occurrence is much higher than surrounding lowlands areas. The accumulation legacy of PHTEs from local human activities should also be considered when investigating PHTE distribution in mountainous areas. Combined with other phenomena, the PHTE accumulation patterns could be highly variable depending on local topography, dominant winds, and vegetation cover, as well as present and past local practices. Despite their remoteness, mountain ecosystems are highly sensitive to PHTEs loadings.
Published: 2016

40. Développement d'un résonateur RF pour la surveillance de la diffusion de l'eau dans des matériaux diélectriques

Author: KHALIFEH, Rania, Lescop, Benoit, GALLÉE, François, Le Roux, G, Rioual, Stéphane, Laboratoire de magnétisme de Bretagne (LMB), Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département Micro-Ondes (MO), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Télécom Bretagne-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB), Lab-STICC_TB_MOM_DIM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Lescop, Benoit, and Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-Télécom Bretagne-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)
Subjects: [PHYS]Physics [physics], ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, [PHYS] Physics [physics]
Abstract: National audience
Published: 2016

41. Nonlinear domain wall resonance in garnet films with perpendicular anisotropy: Critical role of nonlinear damping

Author: J. Ben Youssef, Nicolas Vukadinovic, Nathan Beaulieu, Vincent Castel, Dassault Aviation, Laboratoire de magnétisme de Bretagne (LMB), Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Lab-STICC_TB_MOM_DIM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département Micro-Ondes (MO), and Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-Télécom Bretagne-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)
Subjects: 010302 applied physics, Physics, Field (physics), Condensed matter physics, Resonance, YIG, Condensed Matter Physics, 01 natural sciences, Ferromagnetic resonance, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Non linear response, Nonlinear system, Domain wall (magnetism), Nonlinear resonance, Frequency domain, 0103 physical sciences, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], 010306 general physics, Domain wall, Critical field
Abstract: International audience; Domain wall resonance spectra in the weakly nonlinear regime for garnet films with a perpendicular anisotropy supporting parallel stripe domains have been investigated using micromagnetic simulations and zero-field broadband ferromagnetic resonance experiments. The main characteristics of the 2D numerical micromagnetic approach we developed is to solve the Landau-Lifshitz equation by an iterative method in the frequency domain and to incorporate a nonlinear phenomenological damping term. It is shown that the nonlinear damping affects simultaneously the driving field dependencies of the resonance frequency and the resonance linewidth for the fundamental domain wall resonance of parallel stripe domains, and the critical field for the domain wall resonance foldover. The micromagnetic simulations allow us to reproduce quantitatively both the nonlinear redshift of the domain wall resonance frequency and the nonlinear line broadening experimentally observed for increasing values of the input microwave power.
Published: 2015

42. Structural and magnetic properties of granular (Ni0.84Fe0.16)54(alumina)46 sputtered thin films

Author: A. Fnidiki, D. Lemarchand, J. Ben Youssef, Groupe de physique des matériaux (GPM), Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de magnétisme de Bretagne (LMB), Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), and Normandie Université (NU)
Subjects: [PHYS]Physics [physics], 010302 applied physics, Diffraction, Materials science, Annealing (metallurgy), Analytical chemistry, 02 engineering and technology, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, Microstructure, 01 natural sciences, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Amorphous solid, Nuclear magnetic resonance, Ferromagnetism, 0103 physical sciences, Mössbauer spectroscopy, Dewetting, [PHYS.COND]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat], Electrical and Electronic Engineering, Thin film, 0210 nano-technology, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: The microstructure and magnetic properties of sputtered (Ni 0.84 Fe 0.16 ) 54 (alumina) 46 (at%) thin films have been investigated by X-ray diffraction, electron microscopy, Mossbauer spectroscopy and magnetic measurements. The microstructure of the as-sputtered film is constituted of 4 nm large Ni(Fe) nanoprecipitates in an amorphous alumina matrix. This film exhibits a ferromagnetic character due to the existence of interactions between magnetic Ni(Fe) nanoprecipitates. Its Mossbauer spectrum consists of a magnetic broadened sextet indicating a large distribution of iron atom environment probably due to the chemical disorder on the Ni(Fe) lattice. One hour annealing heat treatments were applied to the films at temperatures ranging from 573 to 773 K. The annealing resulted in a simultaneous dewetting of the film, and coarsening of the nanoprecipitates. It was shown to be associated with an increase of the saturation magnetization of the films and a refinement of the Mossbauer spectrum.
Published: 2010

43. Initial oxidation of polycrystalline Permalloy surface

Author: J. Ben Youssef, Benoit Lescop, A. Lebon, M. Salou, Stéphane Rioual, B. Rouvellou, Laboratoire de magnétisme de Bretagne (LMB), Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Lab Phys Collis Electron & Atom, Université de Brest (UBO), and Ben Youssef, Jamal
Subjects: inorganic chemicals, Permalloy, Sticking coefficient, Inorganic chemistry, Iron oxide, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, Oxygen, [PHYS] Physics [physics], chemistry.chemical_compound, X-ray photoelectron spectroscopy, 0103 physical sciences, Materials Chemistry, [PHYS.COND]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat], Dissolution, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, [PHYS]Physics [physics], 010302 applied physics, Nickel oxide, Surfaces and Interfaces, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, Surfaces, Coatings and Films, Nickel, chemistry, 0210 nano-technology, [PHYS.COND] Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]
Abstract: X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and work-function measurements were used in combination to investigate the initial steps of Permalloy (Ni80Fe20) oxidation at room temperature. They showed that, after oxygen saturation, the surface is covered by nickel oxide (NiO), nickel hydroxide (Ni(OH)2) and iron oxides (FexOy), and there is no preferential oxidation. Iron oxidation proceeds through the formation of FeO (Fe2+) followed with Fe2O3 growth (Fe3+). The oxidation is governed by a dissociative Langmuir-type oxidation: the sticking coefficient is decreasing over oxygen exposure. Oxidation continues by oxygen dissolution into the first layers to form a nano-oxide of about 8 A in thickness.
Published: 2008

44. Structural, electrical and magnetic properties of evaporated Ni/Cu and Ni/glass thin films

Author: T. Chauveau, A. Bourzami, A. Layadi, J. Ben Youssef, S.-M. Chérif, C. Nacereddine, A. Guittoum, M.-H. Bourahli, D. Billet, L.E.S.I.M.S., Département de Physique, Université Ferhat-Abbas Sétif 1 [Sétif] (UFAS1), Laboratoire des Sciences des Procédés et des Matériaux (LSPM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sorbonne Paris Cité (USPC)-Institut Galilée-Université Paris 13 (UP13), Laboratoire Interdisciplinaire des Environnements Continentaux (LIEC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Terre et Environnement de Lorraine (OTELo), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de magnétisme de Bretagne (LMB), Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris 13 (UP13)-Institut Galilée-Université Sorbonne Paris Cité (USPC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Terre et Environnement de Lorraine (OTELo), and Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: [PHYS]Physics [physics], 010302 applied physics, Materials science, Mechanical Engineering, 02 engineering and technology, Coercivity, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, 01 natural sciences, Grain size, Crystallography, Magnetic anisotropy, Magnetization, Mechanics of Materials, 0103 physical sciences, General Materials Science, Grain boundary, Crystallite, [PHYS.COND]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat], Composite material, Thin film, 0210 nano-technology, Saturation (magnetic), ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: The structural, electrical and magnetic properties of Ni thin films evaporated onto glass and polycrystalline Cu substrates have been investigated. The Ni thickness ranges from 31 to 165 nm. X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM) have been used to study the structure and morphology of these systems. The Ni/Cu and Ni/glass thin films are found to be polycrystalline with a (1 1 1) texture. There is an overall increase of the grain size with increasing thickness. A negative strain was noted indicating that all the samples are under a compressive stress. Diffusion at the grain boundaries seems to be a major contribution to the electrical resistivity in this thickness range. Study of the hysteresis curves, obtained by vibrating sample magnetometer (VSM), indicates that all samples are characterized by an in-plane magnetization easy axis. Higher in-plane coercive fields seem to be associated with higher grain size, indicating that coercivity may be due to nucleation of reverse domains rather than pinning of domain walls. The saturation field and the squareness have been studied as a function of the Ni thickness.
Published: 2007

45. PIV measurements and Eulerian–Lagrangian simulations of the unsteady gas–liquid flow in a needle sparger rectangular bubble column

Author: Sonia Besbes, M. El Hajem, Jean-Yves Champagne, Jacques Jay, H. Ben Aissia, Université de Sousse, Laboratoire de Mecanique des Fluides et d'Acoustique (LMFA), École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de magnétisme de Bretagne (LMB), Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'Energétique et de Thermique de Lyon (CETHIL), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), and Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon)
Subjects: Physics, [INFO.INFO-AR]Computer Science [cs]/Hardware Architecture [cs.AR], Buoyancy, business.industry, Turbulence, Applied Mathematics, General Chemical Engineering, Bubble, General Chemistry, Mechanics, Computational fluid dynamics, engineering.material, Industrial and Manufacturing Engineering, Plume, [SPI.MECA.MEFL]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Fluids mechanics [physics.class-ph], Physics::Fluid Dynamics, Classical mechanics, Particle image velocimetry, Drag, Turbulence kinetic energy, engineering, business, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: In this work, we conducted a detailed experimental as well as a computational study for the hydrodynamic characterization of the flow in a needle sparger rectangular bubble column. Particle image velocimetry technique (PIV) was used to simultaneously capture the images of both bubbles and seeding polyamide tracers of 50 μm in diameter, the tracer particles were selected to provide sufficient contrast and were neutrally buoyant. A three-dimensional computational model based on an Euler–Lagrange (E–L) approach was performed to simulate the dynamic characteristics of the oscillating bubble plume. The continuous phase velocity field was obtained by solving the unsteady Reynolds averaged Navier–Stokes equations along with the k–e turbulence model. Bubble tracking was achieved by solving the Newton equations of motion taking into account drag force, pressure, buoyancy and gravity. Two-way coupling between the liquid and gas phases are accounted for in the continuous phase momentum equation. The effect of gas flow rate on the dynamic and time-averaged flow properties were studied, the flow was found to have an unsteady structure with three vortices moving in the upward direction and the bubble plume between them oscillated. The simulated results were found to be in accordance with the PIV measurements for a gas flow rate up to 0.1 l/min. The simulated turbulent kinetic energy indicates that the stronger bubble plume velocity oscillations are located near the entrance zone and are caused by the addition of a shear induced turbulence produced by the presence of an oscillating bubble plume.
Published: 2015

46. Control of spin current by a magnetic YIG substrate in NiFe/Al nonlocal spin valves

Author: J. van Wees, David Luc, J. Ben Youssef, Xavier Waintal, Fasil Kidane Dejene, N. Vlietstra, Groningen Biomolecular Sciences and Biotechnology Institute & Zernike Institute for Advanced Materials, University of Groningen [Groningen], Zernike Institute for Advanced Materials, Service de Physique Statistique, Magnétisme et Supraconductivité (SPSMS - UMR 9001), Institut Nanosciences et Cryogénie (INAC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Laboratory of Quantum Theory (GT), PHotonique, ELectronique et Ingénierie QuantiqueS (PHELIQS), Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Laboratoire de magnétisme de Bretagne (LMB), Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), European Project: 612759,EC:FP7:ICT,FP7-ICT-2013-X,INSPIN(2014), Physics of Nanodevices, and Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Subjects: Materials science, Spin valve, Yttrium iron garnet, FOS: Physical sciences, 02 engineering and technology, Surface finish, 01 natural sciences, Magnetization, chemistry.chemical_compound, Mesoscale and Nanoscale Physics (cond-mat.mes-hall), 0103 physical sciences, Thermal, 010306 general physics, ACCUMULATION, [PHYS]Physics [physics], Condensed Matter - Mesoscale and Nanoscale Physics, Condensed matter physics, Spin polarization, Magnon, Conductance, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, 3. Good health, Electronic, Optical and Magnetic Materials, chemistry, Condensed Matter::Strongly Correlated Electrons, 0210 nano-technology
Abstract: We study the effect of a magnetic insulator (Yttrium Iron Garnet - YIG) substrate on the spin transport properties of Ni$_{80}$Fe$_{20}$/Al nonlocal spin valve (NLSV) devices. The NLSV signal on the YIG substrate is about 2 to 3 times lower than that on a non magnetic SiO$_2$ substrate, indicating that a significant fraction of the spin-current is absorbed at the Al/YIG interface. By measuring the NLSV signal for varying injector-to-detector distance and using a three dimensional spin-transport model that takes spin current absorption at the Al/YIG interface into account we obtain an effective spin-mixing conductance $G_{\uparrow\downarrow}\simeq 5 - 8\times 10^{13}~\Omega^{-1}$m$^{-2}$. We also observe a small but clear modulation of the NLSV signal when rotating the YIG magnetization direction with respect to the fixed spin polarization of the spin accumulation in the Al. Spin relaxation due to thermal magnons or roughness of the YIG surface may be responsible for the observed small modulation of the NLSV signal., Comment: 9 pages, 6 figures, including supplementary information
Published: 2015

47. Interplay effects of humidity and UV light sensitivities of Zn0.9Mg0.10 nanogranular thin films

Author: Brouri, Tayeb, Lescop, Benoit, Elies, Philippe, Rioual, Stéphane, Laboratoire de Physique des Matériaux Divisés et des Interfaces (LPMDI), Université Paris-Est Marne-la-Vallée (UPEM), Laboratoire de magnétisme de Bretagne (LMB), Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Université de Brest (UBO)
Subjects: [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: International audience
Published: 2015

48. Temperature dependence of the exchange bias properties in polycrystalline BiFeO3/Ni80Fe20

Author: Richy, J., Hauguel, T., Jay, J., Pogossian, S.P., Warot-Fonrose, Bénédicte, Sheppard, C.J., Snyman, J.L., Strydom, A.M., Ben Youssef, J., Prinsloo, A.R., Spenato, D., Dekadjévi, D.T., Laboratoire de magnétisme de Bretagne (LMB), Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), University of Johannesburg (UJ), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), University of Johannesburg [South Africa] (UJ), Laboratoire d'Optique et de Magnétisme (OPTIMAG), Université de Brest (UBO)-Centre Hospitalier Régional Universitaire de Brest (CHRU Brest)-Institut Brestois Santé Agro Matière (IBSAM), and Université de Brest (UBO)
Subjects: [PHYS]Physics [physics]
Abstract: cited By 0; Conference of 2015 IEEE International Magnetics Conference, INTERMAG 2015 ; Conference Date: 11 May 2015 Through 15 May 2015; Conference Code:113931; International audience; In this study, we report a temperature dependent analysis of the exchange bias properties in BFO/Py bilayers as a function of the BFO thickness. The temperature dependence of the exchange bias field (He) and the coercive field (Hc) are first presented. To understand exchange bias magnetization reversal and the magnetic anisotropies, we will then present an azimuthal study of He and Hc at 300 K and 77 K. Finally, results of a controlled field cooling protocol applied on all samples will be discussed to understand anisotropy energy distribution. The bilayers were grown by radio-frequency sputter deposition, with the following structure: Si/Pt(14 nm)/BiFeO3(tBFO)/Ni80Fe20(10 nm)/ Pt(10 nm), with tBFO among 0 nm, 29 nm and 177 nm . To induce uniaxial anisotropy, a 300 Oe field Hdep was applied during the growth . The XRD analysis confirmed a single polycrystalline structure for the BFO layer.
Published: 2015

49. Characterization of exopolysaccharides after sorption of silver ions in aqueous solution

Author: Deschatre, Marine, Lescop, Benoit, Simon-Colin, Christelle, Ghillebaert, F, Guezennec, J., Rioual, Stéphane, Laboratoire de magnétisme de Bretagne (LMB), Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de microbiologie des environnements extrêmophiles (LM2E), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Brest (UBO)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER), Biotechnologie et Molécules Marines (BRM/BMM), and Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)
Subjects: [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: International audience
Published: 2015

50. Ti-decorated zigzag graphene nanoribbons for hydrogen storage. A van der Waals-corrected density-functional study

Author: Luis J. Gallego, Jesús Carrete, A. Lebon, Andrés Vega, Laboratoire de magnétisme de Bretagne (LMB), Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Departamento de Física Teórica, Atómica y Óptica, and Universidad de Valladolid [Valladolid] (UVa)
Subjects: Binding energy, Energy Engineering and Power Technology, Zigzag graphene nanoribbons, 7. Clean energy, Dissociation (chemistry), Density-functional study, law.invention, symbols.namesake, Hydrogen storage, Storage (materials), Van der Waals forces, law, Physics::Atomic and Molecular Clusters, Gravimetric density, Molecule, [NLIN]Nonlinear Sciences [physics], Physics::Chemical Physics, Renewable Energy, Sustainability and the Environment, Graphene, Chemistry, Graphene nanoribbons, U.S. Department of Energy, Nanoribbons, Molecules, Condensed Matter Physics, Fuel Technology, Molecular hydrogen, Zigzag, Graphene nano-ribbon, Chemical physics, Exchange and correlation effects, symbols, Adsorption, van der Waals force, Atomic physics, Dissociation, Hydrogen
Abstract: cited By 37; We perform density functional calculations to investigate The adsorption of molecular hydrogen on Ti-doped zigzag graphene nanoribbons using a nonlocal van der Waals functional that has recently been proposed for accurate description of exchange and correlation effects in weakly bound systems. Our results show that The adsorption of a single H2 molecule is dissociative in purely energetic terms, but there exists an energy barrier that prevents dissociation when The molecule is deposited on The Ti-doped graphene nanoribbon. When The Ti atom is adsorbed at a central or lateral hole site, each atom can bind up to four H2 molecules, in each case satisfying The binding energy criterion specified by The U.S. Department of Energy for novel hydrogen-storage materials. On this basis, one can consider an effective hydrogen coverage on Ti-coated graphene nanoribbons with gravimetric density beyond The target of 6-%. © 2015 Hydrogen Energy Publications, LLC.
Published: 2015

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