Estudo de bicamadas FM/AF e válvulas de spin por ressonância ferromagnética

• Autor(a) principal: Thiago Eduardo Pedreira Bueno
• Data de Publicação: 2014
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-9ZBJ8L
• topic: filmes finos; Anisotropia; Física; Filmes finos; Ressonância ferromagnética; Anisotropia magnetocristalina

O tema deste estudo é a investigação de fenômenos magnéticos em multi-camadas metálicas compostas por camadas ferromagnéticas (FM), antiferromagnéticas (AF) e não magnéticas (NM). Foram fabricadas por sputtering bicamadas FM/AF (Py/IrMn) que apresentam o fenômeno de exchange bias e válvulas de spin (FM/NM/FM/AF - Py/Ru/FeCo/IrMn) que exibem acoplamento bilinear entre as camadas FMs. Foram explorados os efeitos da inclinação da amostra em relação à direção de evaporação e também da ação de um campo magnético aplicado durante o crescimento dos filmes. Amostras preparadas sob essas condições podem apresentar fortes anisotropias uniaxiais e o controle de tais propriedades é de grande interesse. As propriedades magnéticas desses sistemas foram caracterizadas por meio da técnica de ressonância ferromagnética (FMR). Destas medidas obtém-se dois parâmetros importantes: o campo de ressonância ferromagnética HR , cuja análise da dependência angular HR permite quantificar os campos efetivos de anisotropias magnéticas; e a largura de linha H , que fornece os mecanismos de relaxação da magnetização pela estudo da sua dependência angular H . Foi desenvolvido um método que permite controlar a direção da anisotropia de exchange bias em bicamadas FM/AF fabricadas por deposição oblíqua assistida por campo magnético ! H 0. Verificou-se que a inclinação entre a direção de evaporação e a normal ao substrato e determinante na direção do eixo de anisotropia uniaxial da camada ferromagnética devido ao efeito de self-shadowing. A primeira camada FM depositada (Py) cresce magnetizada paralelamente ao campo aplicado. Ao depositar o material antiferromagnético (IrMn), os momentos magnéticos das suas primeiras camadas se alinham ao do Py por intera c~ao de troca, e o restante dessa camada cresce com direção bem determinada de anisotropia antiferromagnética. Válvulas de spin foram fabricadas sem campo magnético aplicado em um sistema magnetron sputtering que possui duas inclinações fundamentais com forte influência sobre as propriedades das amostras: (i) inclinação entre as fontes magnetrons e o substrato, esta é responsável por induzir forte anisotropia uniaxial; (ii) ângulo entre as magnetrons adjacentes, esta é responsável por induzir eixos de anisotropia uniaxial não colineares. A não colinearidade induzida das anisotropias magnéticas foi identificada e quantificada por medidas de FMR. Este trabalho mostra a possibilidade de se projetar e fabricar válvulas de spin com direções bem determinadas dos eixos uniaxiais das camadas ferromagnéticas.