Investigação de relaxação e anisotropias magnéticas em filmes obliquamente depositados

• Ano de defesa: 2009
• Autor(a) principal: MENDES, Joaquim Bonfim Santos
• Orientador(a): COSTA, Antonio Azevedo da
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Pernambuco
• Palavras-chave em Português: Relaxação magnética; Filmes magnéticos depositados por sputtering; Anisotropia uniaxial induzida; Ressonância ferromagnética
• Link de acesso: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/6468

Nesta dissertação serão descritos a preparação e caracterização de filmes finos e multicamadas magnéticas nos quais foram induzidas fortes anisotropias uniaxiais durante o processo de fabricação. Para induzir anisotropias uniaxiais utilizamos o crescimento dos filmes em condições de sputtering oblíquo variando o ângulo de incidência entre o feixe de partículas e o substrato de 0o a 70o. Foram investigados filmes policristalinos de Permalloy (Py) (Ni81Fe19) crescidos sobre substratos de Si(001), filmes monocristalinos de ferro crescidos sobre substratos de MgO(001) e bicamadas do tipo exchange-bias com a composição Py/IrMn. Além do crescimento oblíquo, em alguns filmes foi aplicado um pequeno campo magnético externo durante o processo de fabricação. Como as taxas de crescimento dos filmes dependem do tipo de material e do ângulo de inclinação (), tivemos que calibrar as taxas de deposição utilizando a técnica de microscopia por força atômica. As propriedades magnéticas foram caracterizadas pelas técnicas de ressonância ferromagnética (FMR) e magnetometria por efeito Kerr magneto-óptico (MOKE). As dependências angulares do campo de FMR e da largura de linha dão informações sobre as anisotropias presentes nas amostras e sobre os processos de relaxação ferromagnética, respectivamente. Verificamos que o processo de deposição oblíquo induz uma anisotropia uniaxial cujo valor de campo varia de 0 a centenas de Oe em filmes de Py. O efeito desta forte anisotropia se reflete diretamente nos mecanismos de relaxação ferromagnética. Verificamos que para pequenos valores do ângulo de deposição  ≤ 30o apenas o mecanismo de relaxação de Gilbert está presente nos filmes de Py. Para ângulos intermediários aparece o mecanismo de dois mágnons e para ângulos  acima de 60 graus aparecem mecanismos de relaxação associados a flutuações dos campos internos de anisotropia. A dependência angular do campo de FMR dos filmes de Fe(001) investigados nesta dissertação apresentam uma simetria típica de anisotropia cúbica. As dependências angulares das larguras de linha dos filmes Fe(001) apresentam uma forte dependência com os mecanismos de relaxação. Neste caso também identificamos claramente os efeitos dos diversos mecanismos de relaxação que se superpõem. Todos os dados experimentais foram interpretados por um modelo fenomenológico que leva em consideração os termos relevantes da energia livre magnética Os parâmetros fenomenológicos extraídos dos ajustes da dependência angular do campo de FMR foram utilizados para interpretar a dependência angular da linha de FMR. As medidas de curvas de magnetização também foram interpretadas pelo mesmo modelo e estão de acordo com as medidas dinâmicas realizadas por FMR