All-optical helicity-dependent switching in magnetoplasmonic structures

Retournement tout optique hélicité dépendant de l'aimantation dans les structures magnéto-plasmonique Alors que la demande en stockage de données haute performance ne cesse d'augmenter, la consommation énergétique qui y est associée devient une préoccupation mondiale. Les dispositifs spintroniques constituent une alternative au system stockage de données traditionnel basé sur la charge des électrons. En stockant les informations de manière non-volatile à travers l'utilisation du moment magnétique des électrons, ces dispositifs réduisent l'énergie nécessaire à la conservation des données. Une nouvelle solution technologique, permettant le contrôle ultra-rapide de l'aimantation par la lumière, a le potentiel d'augmenter davantage la vitesse de stockage et son efficacité énergétique. Les recherches menées dans ce domaine émergent ont permis la mise au point une méthode de contrôle local de l'aimantation par le biais de multiples impulsions laser femtosecondes polarisés circulairement. Cette méthode est nommée retournement tout optique hélicité dépendant de l'aimantation. Le mécanisme à l'origine de ce phénomène est encore à l'étude. Deux effets ayant des impacts similaires sont considérés : le dichroïsme circulaire magnétique et l'effet Faraday inverse. À travers leurs capacités à confiner la lumière à des particules de dimensions inférieure à la longueur d'onde, les systèmes plasmoniques peuvent accroître de manière résonante les interactions entre la lumière et la matière. La position spectrale de ces résonances peut être configurée en ajustant la forme et la disposition des particules. L'impact des résonances plasmoniques sur le dichroïsme circulaire magnétique et l'effet Faraday inverse étant différent, elles peuvent être utilisées pour séparer le rôle de ces mécanismes dans le retournement tout optique hélicité dépendant de l'aimantation. Cette thèse étudie l'origine du retournement tout optique hélicité dépendant de l'aimantation dans les multicouches de Co/Pt à travers la conception, la fabrication et la caractérisation de dispositifs magnéto-plasmoniques. Des réseaux périodiques ainsi que des agencement aléatoires de nanodisques de Co/Pt ont été fabriqués avec succès. Des méthodes de caractérisation adaptées ont été développées ou améliorées pour mener à bien cette étude. Les mesures des spectres optiques et magnéto-optiques présentent les résonances attendues et confirment l'impact ces résonances sur le dichroïsme circulaire magnétique et l'effet Faraday inverse. Les expériences de retournement tout optique hélicité dépendant de l'aimantation en fonction de la longueur d'onde ont montré une inversion du comportement du retournement de l'aimantation à une longueur d'onde spécifique pour les systèmes de disques agencés aléatoirement. Ce changement de signe est caractéristique du dichroïsme circulaire magnétique, soulignant son rôle dans le retournement tout optique hélicité dépendant de l'aimantation. Cependant, un décalage en longueur d'onde du passage à zéro entre les spectres du retournement de l'aimantation et du dichroïsme circulaire suggère la contribution d'un effet supplémentaire.