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Magneto-optical (MO) photonic devices are currently highly desirable because of their ability to improve the sensitivity of biosensors or their sensitivity to the magnetic field. However, MO effects being rather small through classical magnetic films, it is relevant to find ways to enhance such effects which can manifest as light polarization rotation or intensity modification under magnetic field. The proposed device in this work to enhance MO effects is an all-dielectric planar structure formed by a 1D photoresist (PR) grating deposited on top of a MO film itself deposited on a glass substrate. Under coupling conditions through the grating, guided-modes (TE and TM) with narrow resonances are excited in the MO film by the incident light, increasing hence the light-matter interaction. Such coupling results as a dip (peak) in the transmittance (reflectance) spectrum. The MO film is a composite formed by magnetic nanoparticles (CoFe2 04) embedded in a silica matrix and obtained through sol-gel process. This nano-structurable composite can be easily deposited on common substrates with low annealing temperature (90°C), which is not the case of the most MO materials used within integrated optics platforms. Large enhancements of the different non-reciprocal polarization rotation effects (such as Faraday and longitudinal MO Kerr) were achieved experimentally and numerically through the all-dielectric resonant structure. The main results of this work concern the transverse MO Kerr effect (TMOKE). This effect induces a non-reciprocal spectral shift of the transmittance (reflectance) resonance upon magnetization reversal, resulting in an intensity modulation effect. TMOKE values up to 9.5% and 18.5% were measured respectively in transmission with T = 80% and in reflection with R = 5%. These large TMOKE values are mainly due to the high quality factor of TM transmittance (reflectance) resonances. The TMOKE signal for a single MO film is around 0.01%, hence an enhancement with three orders of magnitude was achieved through the fabricated structure. The reached measured TMOKE values are highly competitive with the literature where, to our knowledge, maximum values of 1.5% and 15% were experimentally demonstrated respectively through all-dielectric and magneto-plasmonic structures. Moreover, unexpected reciprocal magnetic effects were experimentally evidenced. Finally, the proposed all-dielectric structure is a low-cost device, which can be fabricated on large scale substrate, and able to enhance all the MO effects. Hence, it is a promising structure for non-destructive testing, magnetic field sensing and even biosensing., Les dispositifs photoniques magnéto-optiques (MO) sont l’objet d’une attention particulière pour leur capacité à améliorer la sensibilité des biocapteurs ou leur sensibilité au champ magnétique. Les effets MO, pouvant se manifester par une rotation de polarisation ou une modification d'intensité de la lumière sous champ magnétique, sont cependant plutôt faibles lors d’interactions simples (réflexion ou transmission) avec les films magnétiques classiques. Le dispositif proposé dans le cadre de ce travail permet d’exalter les effets MO. C’est une structure diélectrique planaire simple formée par un réseau 1D de résine photosensible (PR) déposé à la surface d’un film MO lui-même déposé sur un substrat de verre. Selon les conditions de couplage imposées par le réseau, des modes guidés (TE et TM) sont excités dans le film MO par la lumière incidente, augmentant ainsi l'interaction lumière-matière. Un tel couplage produit ainsi une résonance étroite qui se traduit par un creux (pic) dans le spectre de la transmittance (réflectance). Le film MO est un composite formé par des nanoparticules magnétiques (CoFe2 04) insérés dans une matrice de silice par un procédé sol-gel. Ce composite nano-structurable peut être facilement déposé sur des substrats classiques à faible température de recuit (90°C), ce qui n'est pas le cas de la plupart des matériaux MO utilisés dans les plates-formes d’optiques intégrées. Des exaltations importantes des différents effets de rotation de polarisation (Faraday et Kerr longitudinal) ont été atteintes par les mesures et les simulations grâce à cette structure résonnante toute diélectrique. Les principaux résultats de ce travail concernent cependant l'effet Kerr MO transverse (TMOKE). Cet effet induit un décalage spectral non réciproque de la résonance de transmittance (réflectance) lors de l'inversion de l'aimantation, résultant en une modulation d'intensité. Des valeurs de TMOKE atteignant 9,5% et 18,5% ont été mesurées respectivement en transmission avec T = 80%, et en réflexion avec R = 5%. Ces valeurs très significatives de TMOKE sont principalement dues au facteur de qualité élevé des résonances de transmittance (réflectance) du mode TM. La valeur de TMOKE pour un film MO sans réseau étant d'environ 0,01%, une exaltation de trois ordres de grandeur a ainsi été obtenue grâce à la structure fabriquée. Les valeurs mesurées de TMOKE sont bien positionnées par rapport à la littérature où, à notre connaissance, des valeurs maximales de 1,5% et 15% ont été démontrées expérimentalement par des structures respectivement diélectriques et magnéto-plasmoniques. De plus, des effets magnétiques réciproques inattendus ont été démontrés expérimentalement. Enfin, la structure proposée est un dispositif à faible coût, qui peut être fabriqué sur des substrats à grande échelle, est capable d'exalter tous les effets MO. Cela en fait une structure à fort potentiel pour des applications comme le contrôle non destructif, les capteurs de champ magnétique et même les biocapteurs.

Two important mechanisms in preparation of ultrathin films of magnetic oxides were systematically investigated in this work. First, influence of epitaxial strain on resulting magneto-optical properties of La₂/₃Sr₁/₃MnO₃ (LSMO) ultrathin films was studied. The investigated films were grown by pulsed laser deposition on four different substrates, providing a broad range of induced epitaxial strains. Magnetic properties were found to deteriorate with increasing value of the epitaxial strain, as expected due to the unit cell distortion increasingly deviating from the bulk and effect of the magnetically inert layer. A combination of spectroscopic ellipsometry and magneto-optical Kerr effect spectroscopy was used to determine spectra of the diagonal and off-diagonal elements of permittivity tensor. The off-diagonal elements confirmed presence of two previously reported electronic transitions in spectra of all films. Moreover, they revealed another electronic transition around 4.3 eV only in spectra of films grown under compressive strain. We proposed classification of this transition as crystal field paramagnetic Mn t2g → eg transition, which was further supported by ab initio calculations. A key role of strain in controlling electronic structure of ultrathin perovskite films was demonstrated. Dynamic application of strain via use of piezoelectric underlayer remained inconclusive, requiring further improvement of the strain transfer from the piezoelectric layer into the LSMO. Second, influence of substrate miscut on magnetization dynamics in SrRuO₃ (SRO) was studied. As expected we found that high miscut angle leads to suppression of multi-variant growth. By means of magnetic force microscopy we showed that presence of multiple SRO variants leads to higher density of defects acting as pinning or nucleation sites for the magnetic domains, which consequently results in deterioration of magnetic properties. We demonstrated that use of vicinal substrate with high miscut angle is important for fabrication of high quality SRO ultrathin films with low density of crystallographic defects and excellent magnetic properties.; Deux mécanismes importants reliant la préparation des couches ultraminces d’oxydes magnétiques à leurs propriétés physiques ont été étudiés dans ce travail. En premier lieu, l’influence de la contrainte épitaxiale sur les propriétés magnéto-optiques de la manganite La₂/₃Sr₁/₃MnO₃ (LSMO) a été étudiée. Les couches ultraminces ont été déposées par ablation laser pulsé sur quatre substrats différents, ce qui a fourni différentes valeurs statiques de la contrainte épitaxiale. Les propriétés magnétiques ont été révélées comme se détériorant avec l’augmentation de la contrainte, ce qui était prévisible à cause de la distorsion grandissante de la maille unitaire ainsi qu’à cause de l’effet de la couche magnétiquement inerte. La combinaison de l’ellipsométrie spectroscopique et de la spectroscopie Kerr magnéto-optique a été utilisée afin de déterminer les spectres des éléments diagonaux et non diagonaux du tenseur de permittivité. L’étude des éléments non-diagonaux a confirmé la présence déjà rapportée de deux transitions électroniques dans les spectres de toutes les couches. De plus, elle a révélé une autre transition électronique autour de l’énergie de 4.3 eV, mais seulement dans les spectres des couches déposées avec une contrainte compressive. Nous avons proposé la classification de cette transition comme une transition paramagnétique du champ cristallin Mn t2g → eg. Cette classification a été confortée par des calculs ab initio. Nous avons ainsi montré le rôle clé de la contrainte dans le contrôle des propriétés magnéto-optiques des couches pérovskites ultraminces. En revanche, l’application dynamique de la contrainte par l’utilisation d’une sous-couche piézoélectrique est restée peu concluante. Le transfert de la contrainte entre la sous-couche piézoélectrique et la couche LSMO nécessite des améliorations ultérieures. En second lieu, l’influence de la désorientation du substrat a été étudiée par rapport à la dynamique de l’aimantation dans l’oxyde SrRuO₃ (SRO). Comme attendu, nous avons trouvé qu’un grand angle de désorientation mène à la suppression de la croissance de plusieurs variants cristallographiques du SRO. Au moyen de la microscopie à force magnétique, nous avons montré que la présence de plusieurs variants de SRO mène à l’augmentation de la densité de défauts agissant comme points d’ancrage ou de nucléation pour les domaines magnétiques. Nous avons donc montré que l’emploi d’un substrat vicinal est important pour la fabrication des couches ultraminces de SRO de haute qualité, avec une faible densité de défauts cristallographiques et d’excellentes propriétés magnétiques.

Two important mechanisms in preparation of ultrathin films of magnetic oxides were systematically investigated in this work. First, influence of epitaxial strain on resulting magneto-optical properties of La₂/₃Sr₁/₃MnO₃ (LSMO) ultrathin films was studied. The investigated films were grown by pulsed laser deposition on four different substrates, providing a broad range of induced epitaxial strains. Magnetic properties were found to deteriorate with increasing value of the epitaxial strain, as expected due to the unit cell distortion increasingly deviating from the bulk and effect of the magnetically inert layer. A combination of spectroscopic ellipsometry and magneto-optical Kerr effect spectroscopy was used to determine spectra of the diagonal and off-diagonal elements of permittivity tensor. The off-diagonal elements confirmed presence of two previously reported electronic transitions in spectra of all films. Moreover, they revealed another electronic transition around 4.3 eV only in spectra of films grown under compressive strain. We proposed classification of this transition as crystal field paramagnetic Mn t2g → eg transition, which was further supported by ab initio calculations. A key role of strain in controlling electronic structure of ultrathin perovskite films was demonstrated. Dynamic application of strain via use of piezoelectric underlayer remained inconclusive, requiring further improvement of the strain transfer from the piezoelectric layer into the LSMO. Second, influence of substrate miscut on magnetization dynamics in SrRuO₃ (SRO) was studied. As expected we found that high miscut angle leads to suppression of multi-variant growth. By means of magnetic force microscopy we showed that presence of multiple SRO variants leads to higher density of defects acting as pinning or nucleation sites for the magnetic domains, which consequently results in deterioration of magnetic properties. We demonstrated that use of vicinal substrate with high miscut angle is important for fabrication of high quality SRO ultrathin films with low density of crystallographic defects and excellent magnetic properties.; Deux mécanismes importants reliant la préparation des couches ultraminces d’oxydes magnétiques à leurs propriétés physiques ont été étudiés dans ce travail. En premier lieu, l’influence de la contrainte épitaxiale sur les propriétés magnéto-optiques de la manganite La₂/₃Sr₁/₃MnO₃ (LSMO) a été étudiée. Les couches ultraminces ont été déposées par ablation laser pulsé sur quatre substrats différents, ce qui a fourni différentes valeurs statiques de la contrainte épitaxiale. Les propriétés magnétiques ont été révélées comme se détériorant avec l’augmentation de la contrainte, ce qui était prévisible à cause de la distorsion grandissante de la maille unitaire ainsi qu’à cause de l’effet de la couche magnétiquement inerte. La combinaison de l’ellipsométrie spectroscopique et de la spectroscopie Kerr magnéto-optique a été utilisée afin de déterminer les spectres des éléments diagonaux et non diagonaux du tenseur de permittivité. L’étude des éléments non-diagonaux a confirmé la présence déjà rapportée de deux transitions électroniques dans les spectres de toutes les couches. De plus, elle a révélé une autre transition électronique autour de l’énergie de 4.3 eV, mais seulement dans les spectres des couches déposées avec une contrainte compressive. Nous avons proposé la classification de cette transition comme une transition paramagnétique du champ cristallin Mn t2g → eg. Cette classification a été confortée par des calculs ab initio. Nous avons ainsi montré le rôle clé de la contrainte dans le contrôle des propriétés magnéto-optiques des couches pérovskites ultraminces. En revanche, l’application dynamique de la contrainte par l’utilisation d’une sous-couche piézoélectrique est restée peu concluante. Le transfert de la contrainte entre la sous-couche piézoélectrique et la couche LSMO nécessite des améliorations ultérieures. En second lieu, l’influence de la désorientation du substrat a été étudiée par rapport à la dynamique de l’aimantation dans l’oxyde SrRuO₃ (SRO). Comme attendu, nous avons trouvé qu’un grand angle de désorientation mène à la suppression de la croissance de plusieurs variants cristallographiques du SRO. Au moyen de la microscopie à force magnétique, nous avons montré que la présence de plusieurs variants de SRO mène à l’augmentation de la densité de défauts agissant comme points d’ancrage ou de nucléation pour les domaines magnétiques. Nous avons donc montré que l’emploi d’un substrat vicinal est important pour la fabrication des couches ultraminces de SRO de haute qualité, avec une faible densité de défauts cristallographiques et d’excellentes propriétés magnétiques.

The effects of the background hole density on the charge and magnitude of the magnetization dynamics in (Ga,Mn)As grown with independently fixed manganese and impurity densities. A pump and probe experiment monitored simultaneously the reflectivity and Kerr angle dynamics. Two relaxation steps are highlighted. First the cooling down of the charge clouds between 1ps and 100ps and second the carrier’s diffusion-recombination between 100ps and 1.500 ns. The latter depends on the ratio between the spatial extent of impurity states, which trap the photo electrons, and the Fermi velocity. To complete these experimental results, a numerical study of the ground state of the samples, using a density functional theory, relates the magnitude of the magnetization, the temperature of the carriers and the density of holes. Phase diagram are computed, and compared to already published results. We show that the magnitude of the magnetization dynamics can be fully determined from the reflectivity measurements. We conclude that it is possible to distinguish the dynamics of the magnetization magnitude and direction using the Kerr angle dynamical signal.; Ce travail étudie le rôle de la densité de trous à l’équilibre sur la dynamique des charges et de la norme de l’aimantation de (Ga,Mn)As pour des densités de manganèse et d’impuretés fixées indépendamment. Des expériences « pompe-sonde » mettent en relation les dynamiques de réflectivité et d’angle de rotation Kerr. Deux relaxations sont mises en évidence. La première traduit un échauffement variable du gaz de trous entre 1ps et 100ps. La seconde traduit une diffusion-recombinaison des charges entre 100ps et 1500ps et évolue en fonction du rapport entre extension spatiale d’états d’impuretés, piégeant les électrons photo générés, et vitesse de Fermi. Pour compléter l’approche, une étude numérique de l’état fondamental des échantillons par la théorie de la fonctionnelle de la densité relie aimantation, température et densité de trous. Elle interprète la dynamique de la norme de l’aimantation à partir d’un diagramme de phase statique correspondant aux données publiées pour (Ga,Mn)As, qui est fonction de la température et de la densité de trous. Cette dynamique se ramène à celle de la réflectivité. Ceci permet de préciser les contributions de la norme et de l’orientation de l’aimantation dans le signal dynamique de rotation Kerr.

During this thesis, we have used pulsating laser to generate and detect excitations inside n doped CdMnTe quantum well. The concentration in Mn in these quantum well is very low. We used the pump-probe technique to have acces to temporal domain of the excitations. We identifie spinwave of null wave-vector, and we try to caracterize them. We see that we excite and detect a new unexpected mode linked to the electron's spin of manganese. We developed a model which explain this new mode and give us acces to caracteristic of the 2d electrons gas : its polarization. The polarization is related to coulomb interactions in the electrons gas. We have compared or results to latest theories on the subject. Ours mesurements and our theorie are compatible with these theories and others mesurements done by others techniques.; Durant cette thèse, on utilise des impulsions lasers pour générer et détecter des excitations dans des puits CdMnTe dopés n dont la concentration en Mn est très faible. La technique employé est une technique pompe-sonde qui permet de suivre temporellement les excitations générées. On identifiera les ondes de spin de vecteur d'onde nul et on essaiera de les caractériser. On verra que l'on excite et que l'on observe un mode d'excitation inattendu lié aux spins des électrons du manganèses. On développera un modèle qui permettra d'expliquer ce nouveau mode et d'avoir accès à une caractéristique du gaz 2D d'électrons : ça polarisation. Cette caractéristique est fortement liée aux interactions coulombiennes dans le gaz, et nos mesures sont comparées aux dernières théories sur le sujet. Nos mesures et notre théorie sont compatibles avec ces théories et d'autre mesures effectués par d'autres techniques.

During this thesis, we have used pulsating laser to generate and detect excitations inside n doped CdMnTe quantum well. The concentration in Mn in these quantum well is very low. We used the pump-probe technique to have acces to temporal domain of the excitations. We identifie spinwave of null wave-vector, and we try to caracterize them. We see that we excite and detect a new unexpected mode linked to the electron's spin of manganese. We developed a model which explain this new mode and give us acces to caracteristic of the 2d electrons gas : its polarization. The polarization is related to coulomb interactions in the electrons gas. We have compared or results to latest theories on the subject. Ours mesurements and our theorie are compatible with these theories and others mesurements done by others techniques.; Durant cette thèse, on utilise des impulsions lasers pour générer et détecter des excitations dans des puits CdMnTe dopés n dont la concentration en Mn est très faible. La technique employé est une technique pompe-sonde qui permet de suivre temporellement les excitations générées. On identifiera les ondes de spin de vecteur d'onde nul et on essaiera de les caractériser. On verra que l'on excite et que l'on observe un mode d'excitation inattendu lié aux spins des électrons du manganèses. On développera un modèle qui permettra d'expliquer ce nouveau mode et d'avoir accès à une caractéristique du gaz 2D d'électrons : ça polarisation. Cette caractéristique est fortement liée aux interactions coulombiennes dans le gaz, et nos mesures sont comparées aux dernières théories sur le sujet. Nos mesures et notre théorie sont compatibles avec ces théories et d'autre mesures effectués par d'autres techniques.

The thesis deals with experimental studies of the laser induced spin dynamics in magnetic nanostructures. First, we studied the spin dynamics of individual ferromagnetic discs of CoPt3 and permalloy (the diameter vary from 0.25 μm to 30 μm). The experimental set-up consists in time resolved Kerr magneto-optical pump probe measurements in the confocal geometry (the spatial resolution is 300 nm; the temporal resolution is 150 fs). We showed that the spin dynamics depends strongly on the pump intensity particularly the spin-lattice time relaxation and the frequency of magnetization precession. We also studied the spatial expansion of the demagnetisation in a single dot. Additionally, we developed a powerful technique named Magneto-Optical Pump Probe Imaging (MOPPI) used for studying the magnetization switching in CoPt films and in individual dots. We explored the influence of different parameters: the laser intensity, the external static magnetic field, and the crystalline character of the sample (alloy, multilayer) on the magnetization switching. Finally, we performed Magnetic Force Microscopy imaging of the laser induced magnetic domains. We also studied the coherent spin dynamics of magnetic nanoparticles (the average diameter varies from 2 nm to 10 nm) excited with femtosecond laser pulses. The analysis of the three spatial components of the magnetization (polar, longitudinal, and transverse) after the optical excitation (> 120 fs) brings useful information about the ultrafast demagnetization, the gyroscopic motion (precession and damping of the magnetization) that preceeds the super-paramagnetic fluctuations. We explored the influence of the magnetic anisotropy on the ultrafast reorientation of the magnetization and we demonstrated that the damping increases when the diameter of particles decreases., La thèse traite d'un point de vue expérimental la dynamique d'aimantation induite par laser femtoseconde de nanostructures magnétiques. En premier lieu, nous nous sommes intéressés à la dynamique de spins dans des plots ferromagnétiques individuels de CoPt3 et de permalloy (le diamètre varie de 0.25 à 30 Μm). Le montage expérimental consiste en des mesures magnéto-optique Kerr pompe sonde en géométrie confocale (la résolution spatiale est 300 nm ; la résolution temporelle est 150 fs). Nous avons montré que la dynamique d'aimantation dépend fortement de la densité d'excitation laser notamment le temps de relaxation spin-réseau et la fréquence de précession. Nous avons également étudié l'expansion spatiale de la désaimantation dans un plot individuel. De plus, nous avons développé une technique d'imagerie résolue en temps permettant d'étudier le renversement d'aimantation dans des films et plots individuels de CoPt. Nous avons exploré l'effet des différents paramètres : intensité laser, champ magnétique appliqué, et la nature cristalline du substrat (alliage, multicouches) sur le renversement d'aimantation. Enfin, nous avons étudié par microscope à force magnétique la structure des domaines magnétiques induite par laser. Nous avons également étudié la dynamique cohérente d'aimantation de nanoparticules magnétiques (le diamètre moyen varie de 2 à 10 nm) excitées par des impulsions laser. L'analyse de la trajectoire d'aimantation dans les trois directions de l'espace (polaire, longitudinal, transverse) après l'excitation optique (> 120 fs) nous a permis de mettre en évidence la désaimantation ultrarapide (~ 200 fs), le mouvement gyroscopique de l'aimantation (précession et l'amortissement de l'aimantation) qui précède les fluctuations super-paramagnétiques. Nous avons exploré le rôle de l'anisotropie magnétique sur la réorientation initiale de l'aimantation et nous avons montré que le damping augmente avec la diminution de la taille de particules.

This manuscript deals with the topic of time-resolved magneto-optical properties of Au/Co/Au. The temporal resolution is sub-picosecond and the layer of cobalt is ultrathin (several atomic-layer thick). During this work, we built an experimental set-up of two-color pump-probe measurements which required the confection of a femtosecond optical source (OPA). Double-demodulation techniques provided the dynamical magneto-optical response of the system. Within the investigated spectral range, the Au/Co/Au system can be considered as a hybrid material as far as its non-linear magneto-optical properties are concerned : the temporal evolutions of transmission and reflection spectra are due to the dielectric constant of gold. The temporal evolutions of the complex Kerr rotation spectra can be mainly put on the account of the non-diagonal term of the dielectric tensor of cobalt. We demonstrated that the ultrathin cobalt layer deeply fastens the relaxation of the electronic gas in the multilayer system in comparison with the one in a gold layer. As regards to the magnetization relaxation, we noticed that no direct relation between the magnetization and the optical measurements exists in this ultra-fast regime. No instantaneous demagnetization in our system has been observed because of several agneto-optical effects that we discussed., Ce mémoire de thèse a pour sujet la dynamique en magnéto-optique du système Au/Co/Au avec une résolution temporelle sub-picoseconde, la couche de cobalt étant ultramince (quelques plans atomiques d'épaisseur). Au cours de ce travail, nous avons réalisé un dispositif expérimental de mesures pompe-sonde à deux couleurs, nécessitant la confection d'une source optique femtoseconde (OPA), et mis en oeuvre des techniques de double-démodulation pour déterminer la réponse magnéto-optique transitoire du système. Dans les gammes d'énergies de photon utilisées, le système Au/Co/Au se comporte du point de vue des propriétés magnéto-optiques non-linéaires comme un matériau hybride où les dynamiques de transmission et de réflexion sont dues à la constante diélectrique de l'or et les dynamiques de rotation Kerr complexe sont principalement dues au terme non diagonal du tenseur diélectrique du cobalt. Nous avons montré que la couche mince de cobalt accélère fortement la dynamique de relaxation du gaz électronique dans le système multicouches par rapport à celle dans un film d'or. En ce qui concerne la relaxation de de l'aimantation du cobalt, nous avons constaté qu'il n'y a pas de relation directe entre la dynamique des observables et celle de l'aimantation : nous n'avons pas réussi à identifier dans nos signaux une désaimantation transitoire car masquée par d'autres effets magnéto-optiques que nous avons discutés.

Using a time-resolved “pump-probe” technique, we have studied the magnetization dynamics in magnetic thin films with a time resolution of about 20ps. As pump we used the high-frequency magnetic fields induced by voltage pulses applied on a 507-matched coplanar wave-guide. As probe we used the Magneto-Optical Kerr effect and Magneto-Resistive effect. We present the wave-guide and device preparation realized by UV lithography, sputtering and various etching techniques. The magnetization dynamics results concern both small angle perturbations, such as Ferromagnetic Resonance, and large angle perturbations such as the magnetization reversal. For the latter case, we have evidenced the magnetization reversal by precession, in micron-sized spin-valve elements and continuous magnetic films. This process, known as the fastest magnetization reversal process, has direct applications in Magnetic Random Access Memories (MRAM) devices., En utilisant la technique pompe-sonde résolue en temps, nous avons étudié la dynamique de l'aimantation dans des couches minces magnétiques avec une résolution temporelle de 20ps. La pompe est constituée par les champs magnétiques de hautes fréquences induits par des impulsions de tension appliquées sur une ligne coplanaire. Comme sonde, nous avons utilisé l'effet Kerr magnéto-optique et l'effet magnéto-résistif. Nous présentons la préparation des échantillons en utilisant le dépôt de couches minces par pulvérisation cathodique, la lithographie UV, ainsi que différentes techniques de gravure. Les résultats sur la dynamique de l'aimantation correspondent au régime des petites perturbations (de type Résonance Ferromagnétique) et à celui des grandes perturbations (ex. le renversement de l'aimantation). Nous avons mis en évidence le renversement par précession dans des vannes de spin de taille micronique et dans des couches minces continues.

Magnetic nanostructures can have properties very different from those of bulk materials. One method to make small objects is to evaporate on a nanostructured substrate like vicinal surfaces with atomic steps. The understanding of magnetic properties of these systems requires a precise determination of their structure and morphology to evaluate the effects of their reduced size and their morphology. We have studied thin cobalt films deposited on Cu(1 1 11) and Cu(115) surfaces by three techniques. Magnetic properties were probed by magneto-optic Kerr effect whereas morphology and cristallographic structure were determined respectively by scanning tunneling microscope and surface EXAFS. The Kerr effects results show an uniaxial magnetic anisotropy with the easy axis along the step edge direction. The anisotropy on the substrate with smaller terraces (Cu(115)) is larger. The STM experiments show an important evolution of the morphology with the quantity of deposited cobalt. Thanks to EXAFS, we evidenced that from 3 monolayers (ML) of cobalt on Cu(1 1 11) and 5 ML on Cu(115), the structure is nearly the same as for Co /Cu(001) i.e. face centered tetragonal and we show that the presence of narrow terraces does not induce any structural anisotropy in the (001) plane. Simulations of magnetic anisotropy which account for missing bonds at the surface and at the step edge (Néel model) and magnetoelastic effects induced by the tetragonalisation show that the uniaxial anisotropy is mainly due to the films morphology and that the structural distortion contribution is very small., Les nanostructures magnétiques peuvent avoir des propriétés très différentes de celles des matériaux massifs. Une des méthodes pour élaborer de petits objets est l'évaporation sur un substrat nanostructuré tel qu'une surface vicinale présentant des marches à l'échelle atomique. La compréhension des propriétés magnétiques de ces systèmes nécessite une caractérisation précise de leur structure et de leur morphologie afin d'évaluer les effets dus aux contraintes épitaxiales et aux dimensions réduites. Nous avons étudié les films de cobalt déposés sur des surfaces de Cu(1 1 11) et Cu(115) par trois techniques. Leur magnétisme a été sondé par effet Kerr magnéto-optique tandis que leur morphologie et leur structure cristallographique ont fait l'objet de mesures respectivement par microscopie à effet tunnel et EXAFS de surface. Les mesures par effet Kerr montrent une anisotropie uniaxiale magnétique avec un axe de facile aimantation parallèle aux bords de marches. L'anisotropie mesurée sur Cu(115), le substrat ayant les terrasses les moins larges, est plus importante. Les expériences de STM montrent la forte mobilité du cuivre dès les faibles taux de couverture ainsi qu'une grande évolution de la morphologie en fonction de la quantité de cobalt déposée. Grâce à l'EXAFS, nous avons montré que dès 3 monocouches (MC) de cobalt sur Cu(1 1 11) et 5 MC sur Cu(115), la structure est quasiment identique à celle observée sur Cu (001) i.e. tétragonale à faces centrées et que la présence de terrasses étroites n'engendrent pas d'anisotropie dans le plan (001). Des simulations de l'anisotropie magnétique prenant en compte les liaisons manquantes à la surface et en bord de marche (modèle de Néel) ainsi que les effets magnétoélastiques induits par la tétragonalisation de la maille montrent que l'anisotropie uniaxiale est très majoritairement due à la morphologie des films et que la distorsion de la maille de cobalt y contribue très peu.