Magnetismo anômalo em nanoestruturas: um estudo por microscopia eletrônica de transmissão e dicroísmo circular magnético de raios-X

• Ano de defesa: 2014
• Autor(a) principal: Daniel Bretas Roa
• Orientador(a): Rogerio Magalhaes Paniago
• Banca de defesa: Jose Domingos Ardisson, Antonio Sergio Teixeira Pires, Maximiliano Delany Martins, Angelo Malachias de Souza
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Minas Gerais
• Palavras-chave em Português: Física
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-9LER66

Nesta tese, buscamos a compreensão do comportamento magnético de materiais em escala nanométrica. Como um guia inicial, procuramos encontrar um possível comportamento magnético anômalo do Pd e assim foram estudadas formações nanoestruturadas de Pd e ligas de Pd com elementos ferromagnéticos (principalmente Co) encapsuladas em Nanotubos de Carbono. As principais técnicas experimentais utilizadas foram Dicroísmo Circular Magnético de Raios-X (XMCD) e Microscopia Eletrônica de Transmissão (TEM). Amostras de Nanotubos de Carbono (CNTs) foram produzidas por Deposição Química na Fase Vapor Assistida por Plasma (PECVD) utilizando como catalisador filmes finos bimetálicos (Pd-Co). Esse processo resulta numa amostra homogênea de CNTs alinhados verticalmente ao substrato utilizado. Os CNTs, por sua vez, possuem nanopartículas de PdCo com forte anisotropia de forma encapsuladas em sua parte superior. A análise por TEM trouxe informação morfológica, química e cristalográfica da amostra. O comportamento magnético macroscópico foi determinado por Magnetometria de Amostra Vibrante (VSM). [1] Foi determinada por XMCD a razão dos momentos magnéticos orbital e de spin para ambos os elementos constituintes da liga formada (Pd e Co) nas partículas resultantes. O ferromagnetismo presente nos átomos de Pd pôde ser comprovado por XMCD. Uma segunda parte envolveu o estudo do comportamento magnético de formações nanoestruturadas (nanofios ou nanoclusters) de Pd e Co sobre superfícies de Au. Coberturas de Cobalto depositadas sobre superfícies limpas de Au(110) foram obtidos através de evaporação por uma célula de feixe eletrônico (electron-beam). Medidas de Difração de Elétrons de Baixa Energia (LEED) da superfície limpa exibiram o padrão típico da superfície de Au(110). Padrões de difração da superfície com cobertura de Cobalto resultaram em padrões difusos típicos de nanoestruturas. Medidas de XMCD demonstraram o ferromagnetismo dessas nanoestruturas à temperatura ambiente, mesmo que não totalmente saturado. A aplicação das Regras de Soma nos espectros XMCD nos permitiram determinar o momento orbital gigante das nanoestruturas de Cobalto ao fixarmos nos cálculos o valor intrínseco de seu momento de spin por átomo. Um experimento similar com nanoestruturas de Paládio sobre Au(110) não resultaram na observação de ferromagnetismo à temperatura ambiente. Discutimos as possibilidades de obtenção de ferromagnetismo nessas nanoestruturas.