Etude par mesure du bruit Barkhausen de la microstructure et de l ...

Chapitre 2 – Le magnétisme dans les matériaux
Dans le cas des réseaux cubiques en général et donc des bases fer en particulier, on peut rencontrer
deux types de domaines : les domaines à 180° et les domaines à 90°, représentés de façon
schématique sur la figure 2-4.
Domaine à 90°
Domaine à 180°
Figure 2-4. Représentation schématique d’une structure composée de domaines à 90° et à 180°
Deux domaines à 180° adjacents se composent de moments magnétiques élémentaires dont les
directions sont à 180° d’un domaine à l’autre. Au contraire, les domaines à 90°, encore appelés
domaines de fermeture, sont constitués de moments magnétiques atomiques orientés
perpendiculairement à ceux présents dans les domaines à 180°. Nous verrons de quelle façon ces
domaines s’organisent en fonction de la microstructure cristalline au paragraphe 4.3.
Différentes techniques permettent d’effectuer une observation directe de ces domaines
d’aimantation. Les premières observations effectuées sont attribuées à Bitter. La technique alors
utilisée est basée sur la méthode des poudres, elle-même issue de la méthode d’obtention des
spectres magnétiques grâce à l’utilisation de limaille de fer. D’autres techniques faisant appel à
l’effet Kerr ou encore l’effet Faraday sont actuellement utilisées. L’effet Kerr correspond au
changement de polarisation entre un faisceau envoyé sur la surface du matériau et le faisceau
réfléchi. Ce dernier voit alors sa direction de polarisation dévier d’un angle appelé angle de
rotation, qui dépend de la direction d’aimantation des domaines rencontrés. On peut alors former
une image de la structure magnétique de la surface du matériau. L’effet Faraday repose sur le
même principe que l’effet Kerr, à ceci prêt que l’on considère cette fois le faisceau transmis par un
échantillon ferromagnétique. Ce phénomène ne peut donc être exploité que dans le cas de lames
minces. Enfin, Hartmann a mis au point une technique qui allie aux observations magnétooptiques
(effets Kerr et Faraday), la méthode de Bitter. Cette combinaison permet d’obtenir des
images à forts contrastes. D’autres méthodes de visualisation reposent sur l’utilisation de
techniques de caractérisation telles que la microscopie électronique en transmission (MET) (pour
lames minces uniquement), la microscopie électronique à balayage (MEB), le microscope à laser
magnéto-optique (LAMOM) d’Argyle et Herman, la topographie par RX basée sur le phénomène
de magnétostriction, la topographie par diffraction des neutrons et (plus récemment) la
microscopie à force atomique (mode magnétique).
3.1.2. Les parois de Bloch
Les domaines de Weiss sont séparés par des frontières appelées « parois de Bloch ». Ces parois
constituent un retournement progressif des moments atomiques d’une direction d’aimantation à
une autre (figure 2-5).
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