Developments of multiferroic heterostructures of thin film of Ni-Mn-Ga alloys and PMN-PT

• Autor(a) principal: Teferi, Mandefro Yehulie
• Data de Publicação: 2010
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/7541
• topic: Engenharia de materiais; Ligas ferromagnéticas; Filmes finos; Pulverização catódica; Electromagnetismo

Ligas de forma ferromagnética em sistemas Ni-Mn-Ga são uma classe recente de materiais activos que podem gerar deformações de até 10% induzidas por um campo magnético por um rearranjo de maclas. Esta e outras propriedades físicas destas ligas têm importância tecnológica. Este trabalho investiga as propriedades de filmes finos de ligas de Ni-Mn-Ga sobre diferentes substratos, incluindo substratos activos (piezeléctricos). Para estudar as propriedades de filmes finos da liga, heteroestruturas sob a forma de Ni-Mn-Ga/substrato foram produzidas por RF sputtering com magnetrão utilizando temperaturas de deposição de 3200C, 3700C, 4000C sobre substratos de Al2O3, MgO, SrTiO3 e PMN-PT. A influência da temperatura do substrato durante a deposição nas propriedades estruturais e magnéticas de filmes finos foi estudada. Além disso, o acoplamento magnetoeléctrico entre Ni-Mn-Ga como filme fino material ferromagnético e PMN-PT como material piezoeléctrico foi investigada. O efeito magnetoeléctrico foi investigado apenas em filmes depositados a temperatura do substrato de 3700C e 4000C. As propriedades estruturais foram estudadas por difração de raios-X, as propriedades magnéticas foram investigadas por VSM, SQUID, e MFM, e o efeito magnetoeléctrico foi estudado por técnica lock-in. A medida estrutural mostrou que os filmes depositados são parcialmente cristalinos e o grau de cristalinidade aumenta como o aumento da temperatura do substrato. Fases austenita e martensita foram observadas nesses filmes. Os resultados da medição magnética mostram que todos os filmes depositados exibem comportamento ferromagnético e o comportamento ferromagnético é favorecido com o aumento da temperatura do substrato. Todos os filmes depositados na temperatura do substrato de 400ºC apresentam temperaturas dev Curie acima da temperatura ambiente: 337K para Ni-Mn- Ga/PMN-PT, 345K para Ni-Mn-Ga/STO e 348K para Ni-Mn-Ga/Al2O3. Nenhuma evidência separada de temperatura de transição estrutural foi observada para nos filmes. Os resultados das medições magnetoeléctricas mostram que as heteroestruturas multiferróicas Ni-Mn-Ga/PMN-PT apresentam efeito magnetoelétrico. O valor máximo medido para a tensão magnetoeléctrica induzida para filmes depositados à temperatura do substrato de 3700C e 4000C são 3.16mV/cmOe e 3.02mV/cmOe, respectivamente.