Propriedades estruturais e magnéticas de filmes finos de óxidos de ferro nanoestruturados sobre superfície vicinal Ag(977)

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Enderson Emiliano dos Reis
• Orientador(a): Roberto Magalhães Paniago
• Banca de defesa: Edmar Avellar Soares, Myriano Henriques de Oliveira Júnior
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Minas Gerais
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Física
• Departamento: ICX - DEPARTAMENTO DE FÍSICA
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Nanoestruturas; Comportamento magnético; Magnetita; Filmes finos; Superfícies vicinais; Anisotropia; Estrutura superficial; Superparamagnetismo; Técnicas de superfície; Imagem STM; Magnetometria Kerr
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/1843/47358

As nanoestruturas possuem um alto potencial em aplicações tecnológicas que podem ser desde dispositivos de leitura e memória magnéticos até spintrônica. Associar as dimensões e formas dessas nanoestruturas com seu comportamento magnético é o desafio que nos motiva neste trabalho. Um dos materiais magnéticos mais estudados é a magnetita (Fe3O4), que possui comportamento ferrimagnético à temperatura ambiente. Várias pesquisas relacionadas à formação de filmes finos de magnetita crescidos sobre diversos tipos de substratos podem ser encontradas na literatura científica, no entanto, sua deposição sobre superfícies vicinais metálicas é incomum. Nesse trabalho utilizamos a técnica de epitaxia por feixe molecular (MBE) em ambiente de ultra-alto vácuo (UHV) para depositar monocamadas de Fe seguida de posterior oxidação para crescimento de camadas ultra finas de Fe3O4(111) sobre o substrato vicinal Ag(977), que possui alta densidade de degraus. Todas as técnicas de superfície foram realizadas in situ, em temperatura ambiente. Para a análise e caracterização da estrutura de superfície utilizamos microscopia de varredura por tunelamento (STM), enquanto o ordenamento cristalográfico das estruturas formadas foi verificado através de difração de elétrons de baixa energia (LEED). As imagens STM nos mostra certa anisotropia estrutural na formação das nanoestruturas, com auto-ordenamento paralelo à direção dos degraus da superfície vicinal para todas as coberturas. Para 2ML de cobertura de Fe-O, as imagens STM e o padrão LEED revelam a formação de uma superestrutura Moiré indicando a predominância na formação da würstita (FeO). Para coberturas a partir de 3ML nota-se a formação de magnetita. Medidas de resposta magnética foram realizadas através do efeito Kerr magneto-óptico (MOKE) em várias configurações de campo magnético aplicado e mostraram um comportamento superparamagnético entre 4ML e 6ML. Para as coberturas acima de 12ML, as medidas MOKE revelam o surgimento de eixo de magnetização fácil no plano da amostra, paralelo aos degraus, e duro fora do plano. Essa anisotropia magnética uniaxial foi verificada através da dependência da coercividade em relação ao ângulo do campo aplicado no plano. Foi também verificado o limite de cobertura onde ocorre a transição para estado de multidomínios magnéticos.