Ressonância ferromagnética em filmes simples ferromagneticos (FM) e bicamadas ferro/antiferromagnéticas (FM/AF) em função da temperatura

• Autor(a) principal: Bruno Cordeiro Silva
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-AEXMS7
• topic: Física; Matéria condensada; Spintrônica; Filmes finos; Física

A spintrônica é a grande promessa para o avanço na indústria eletrônica. Diferentemente da industria atual de eletrônica baseados em dispositivos semicondutores que fazem uso somente de correntes de carga, a spintrônica é baseada em correntes de spin polarizadas. Dispositivos como válvulas de spin, baseados em dois ou mais filmes ferromagnéticos (FM) que mudam as suas resistencias elétricas drasticamente (efeito magneto-resistivo) dependendo do alinhamento magnético dos filmes FM. Tais dispositivos são promissores para nesta tecnologia, nao somente para a gravação magnética mas também na area de sensores biologicos e gases. Devido a essa importancia e fundamental entender bem as propriedades magnéticas de filmes finos ferromagneticos (FM) e bicamadas ferro/antiferromagnéticos (FM/AF) que formam a estrutura básica de uma valvula de spin. Neste trabalho apresentamos resultados de preparação e caracterização de filmes finos FM e bicamadas FM/AF. Os filmes simples FM investigados de Cobalto e Permalloy (Py) e a bicamada FM/AF de Py/IrMn foram produzidos pelo método de evaporação catódica (sputtering) oblíquosobre substratos de Si(100), resultando em filmes finos policristalinos com gr~aos alongados na direção perpendicular da deposição. Como técnica principal de caracterização magnética dos filmes usamos a ressonância ferromagnética (FMR) que atraves da dependencia angular no plano do filme permite obter informações sobre a magnetização efetiva, anisotropias magneticas e processos de relaxação magnética, além da interação de troca (exchange bias) no caso da bicamada FM/AF. O nosso principal foco do trabalho é obter dados experimentais sobre essas propriedades magnéticas em função da temperatura (10K - 300 K), dados quase inexistentes na literatura, e modelar estas propriedades usando a teoria fenomenológica da ressonância ferromagnética. Os dados da magnetização efetiva e das anisotropias magnéticas obtidas a partir de dependências angulares de FMR, emfunção da temperatura, do campo ressonante foram ajustados numericamente segundo a Lei de Bloch e a Equação de Callen, respectivamente, e mostraram boa concordância. Já os dados da relaxação magnética dos filmes FM foram obtidos a partir dasdependencias angulares da largura de linha da FMR que envolve contribuições intrínsecas e extrínsecas como a relaxação de Gilbert e a relaxação de dois mágnons. Mostramos que apenas a relaxação intrínseca é afetada pela temperatura. Também mostramos que tratamentos térmicos próximo de 300o C em flmes magnéticos depositados por sputtering aumentam a magnetização efetiva e sua anisotropia. Foi verificado experimentalmente que para a bicamada FM/AF de Py/IrMn a exist^encia de uma temperatura crítica TR na qual abaixo de TR a anisotropia rotatória aumenta exponencialmente e aanisotropia de exchange bias diminui, e acima desta temperatura as duas anisotropias diminuem.