Efeitos termoelétricos em bicamadas de Co2FeAl/W com anisotropias uniaxial e cúbica

• Autor(a) principal: Lopes, Marcus Vinícius Pinheiro
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/33229
• topic: Liga Heusler; Anisotropia magnetocristalina uniaxial e cúbica; Efeito Seebeck de spin; Efeito Nernst anômalo

A conversão de gradientes de temperatura aplicados em materiais magnéticos em correntes elétricas vem sendo tema de estudo pela sua importância na possibilidade de construção de dispositivos que se aproveitam da mesma. A aplicação dessas diferenças de temperatura gera respostas elétricas devido à produção de correntes de spin e de carga que deram origem a uma área da spintrônica, a caloritrônica de spin. A partir da corrente de carga é possível medir a tensão termoelétrica em materiais magnéticos, produzida pela conversão direta do gradiente de temperatura em tensão elétrica. Neste trabalho, essa termovoltagem está associada principalmente a dois fenômenos, os efeitos Seebeck de spin (SSE) e Nernst anômalo (ANE). Ambos são investigados em amostras de Co2FeAl/W (CFA/W) crescidas sobre substratos de silício (Si) e arseneto de gálio (GaAs). As amostras foram preparadas via técnica de magnetron sputtering com o substrato sob condições distintas de temperatura durante a deposição, de 300 K até 773 K. As bicamadas foram depositadas em substratos orientados com o intuito de induzir anisotropia magnetocristalina, permitindo assim a obtenção de sistemas com uma sobreposição de anisotropias magnetocristalinas tais como uniaxial e cúbica. As amostras foram caracterizadas do ponto de vista estrutural e magnético. Especificamente, a caracterização estrutural foi realizada por difratometria de raios-X (XRD), enquanto o comportamento magnético quase-estático foi estudado através de curvas de magnetização medidas por um Magnetômetro de Amostra Vibrante (VSM). A resposta termoelétrica foi explorada através do efeito longitudinal Seebeck de spin (LSSE) juntamente com o ANE. Nesta configuração, o gradiente de temperatura é normal ao plano do filme, e o campo magnético externo é aplicado paralelamente ao plano. Então, a tensão termoelétrica é medida com contatos elétricos fixados no plano do filme. Foram realizadas também simulações computacionais utilizando o modelo de Stoner-Wohlfarth adaptado que juntamente com os dados experimentais mostram que a resposta termoelétrica das amostras é resultado da interação entre as contribuições uniaxial e cúbica da energia de anisotropia magnetocristalina. Os resultados colocam CFA/W crescido no substrato de GaAs como um candidato promissor para elementos ativos em dispositivos spintrônicos.