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Produ??o e estudo de multicamadas magn?ticas em substrato flex?velSilva, Ubiratan Correia 28 August 2015 (has links)
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Previous issue date: 2015-08-28 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico (CNPq) / Multicamadas magn?ticas s?o a base para a produ??o de dispositivos spintr?nicos e possuir
o dom?nio na produ??o de tais multicamadas ? fundamental para obter avan?os nesta ?rea, e
nos ?ltimos anos est? em destaque a produ??o de dispositivos spintr?nicos flex?veis. Devido
a essa tend?ncia, o objetivo do presente trabalho ? produzir multicamadas magn?ticas depositadas
em substrato flex?vel utilizando a t?cnica de Magnetron sputtering dc. Tr?s conjuntos
de amostras foram confeccionados. O primeiro conjunto, constitu?do de tricamadas do tipo
CoFe=Cu(t)=CoFe com diferentes espessuras do espa?ador met?lico. O Segundo conjunto,
composto por dois subgrupos de multicamadas CoFe=Cu com a presen?a do IrMn como buffer
layer ou cap layer. O terceiro conjunto, constitu?do por multicamadas de Permalloy (Py=Ta
e Py=Ag) em substrato da Kapton e substrato de vidro. Para a investiga??o das propriedades
magn?ticas, foram realizadas medidas de magnetometria de amostra vibrante, resson?ncia ferromagn?tica
e magnetoimped?ncia (MI). Todas executadas em temperatura ambiente e com
campo magn?tico aplicado sempre no plano da amostra. Para a an?lise estrutural, a t?cnica de
difra??o de raios-X foi usada. Os resultados das tricamadas mostraram a apresen?a de uma
anisotropia uniaxial, para a amostra com espa?ador de 4;2 nm. Para a multicamada com a presen?a
do IrMn entre a camada buffer e FM, os resultados das propriedades magn?ticas est?ticas
e din?micas apresentaram comportamento isotr?pico. Para a multicamada com a presen?a do
IrMn entre a camada FM e a cap layer, os resultados das propriedades magn?ticas est?ticas
apresentaram o comportamento magn?tico de uma estrutura tipo v?lvula de spin. Entretanto
houve uma diverg?ncia com resultados das medidas de resson?ncia ferromagn?tica, a qual foi
justificada devido ? contribui??o dos gr?os inst?veis e est?veis para a anisotropia rod?vel e anisotropia
de polariza??o (Exchange bias) na interface ferromagn?tica-antiferromagn?tica. Para
a terceira s?rie de amostras, os resultados apresentaram comportamentos semelhantes da MI
cujo espa?ador foi a prata (Ag), para ambos os substratos e varia??o significativa nas amostras
com o espa?ador por Ta onde foi poss?vel associar a varia??o da magnetoimped?ncia entre os
substratos de vidro e flex?vel, ao estresse compressivo na amostra de substrato flex?vel. / Magnetic multilayers are the support for the production of spintronic devices, representing
great possibilities for miniaturized electronics industry. having the control to produce devices
as well as their physical properties from simple multilayer films to highly complex at the atomic
scale is a fundamental need for progress in this area, in recent years has highlighted the
production of organic and flexible spintronic devices. Because of this trend, the objective of this work was to produce magnetic multilayers deposited on flexible substrate using magnetron sputtering dc technique. Three sets of samples were prepared. The first set composed of the trilayer type CoFe=Cu(t)=CoFe with different thickness of the metallic spacer. The second set consists of two multilayer subgroups, CoFe=Cu
in the presence of IrMn layer as a buffer and the next multilayer as cap layer. The third set
consisting of non-magnetostrictive multilayer permalloy (Py=Ta and Py=Ag) on flexible substrate
and glass. The magnetic properties, were investigated by magnetometry measurements,
ferromagnetic resonance and magnetoimpedance (MI), measurements were carried out at room
temperature with the magnetic field always applied on the sample plane. For structural analysis,
the diffraction X-ray was used. The results of the trilayer showed a high uniaxial anisotropy
field for the sample with a spacer of 4.2 nm. For the multilayer in the presence of IrMn layer as
the buffer, the study of static and dynamic magnetic properties showed isotropic behavior. For
the multilayer in the presence of IrMn layer as a cap, the results of static magnetic properties of
the magnetic behavior exhibited a spin valve structure type. However there was a disagreement
with results of ferromagnetic resonance measurements, which was justified by the contribution
of the unstable and stable grain to the rotatable anisotropy and Exchange bias in ferromagneticantiferromagnetic interface. The third serie of samples showed similar results behavior for the
MI Ag multilayers spacer in both substrates. There are also significant MI changes with the Ta
spacer, possible associated with the compressive stress on the flexible substrate sample.
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Anisotropia magn?tica em nanofilmes com assimetria cristalogr?ficaCelino, Klaydson Reinaldo 26 February 2016 (has links)
Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-08-25T20:38:33Z
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Previous issue date: 2016-02-26 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / Esta Tese compreende um estudo te?rico sobre a influ?ncia da anisotropia magnetocristalina nas propriedades magn?ticas est?ticas e din?micas de filmes finos: monocamadas e tricamadas acopladas atrav?s dos campos de troca bilinear e biquadr?tico, para situa??es nas quais os sistemas s?o crescidos em dire??es n?o usuais [hkl] de baixa simetria. Usando uma teoria baseada em um modelo fenomenol?gico real?stico para descrever sistemas magn?ticos nanom?tricos, consideramos a energia magn?tica livre total incluindo a intera??o Zeeman, anisotropias magnetocristalinas c?bica e uniaxial, anisotropias desmagnetizante e de superf?cie, bem como os termos de troca. Os c?lculos num?ricos s?o conduzidos atrav?s da minimiza??o da energia magn?tica total a partir da determina??o das configura??es est?ticas de equil?brio. Consideramos par?metros experimentais da literatura para ilustrar nossos resultados em sistemas tipo Fe/Cr/Fe. Em particular, um total de seis diferentes cen?rios magn?ticos ? analisado para tr?s grupos de campos de troca e as dire??es de crescimento de baixa simetria [211] e [321]. Ap?s minimizarmos numericamente a energia total, utilizamos as configura??es de equil?brio para obter curvas de magnetiza??o e de magnetoresist?ncia com as respectivas fases magn?ticas e os campos cr?ticos de transi??es de fases. Estes resultados tamb?m s?o usados para a determina??o da fronteira de ocorr?ncia dos estados saturados. Dentro do contexto das ondas de spin, resolvemos a equa??o de movimento para estes sistemas a fim de encontrarmos as respectivas rela??es de dispers?o associadas. Os resultados mostram curvas de magnetiza??o e magnetoresist?ncia similares em ambos os cen?rios [211] e [321], com comportamento de transi??o magn?tica equivalente. No entanto, a combina??o entre simetrias peculiares e a influ?ncia da energia de troca resulta em propriedades cativantes, incluindo a gera??o de estados magn?ticos dependentes da dire??o de crescimento e aumento de incompatibilidade entre valores de campo de satura??o da magnetiza??o e magnetoresist?ncia para eixos anisotr?picos c?bicos intermedi?rios, particularmente no regime onde os campos de troca bilinear e biquadr?tico s?o compar?veis. As rela??es de dispers?o e os resultados est?ticos s?o coerentes, com as fases magn?ticas tamb?m presentes em ambos os modos ac?stico e ?ptico. Excita??es de Goldstone s?o observadas particularmente nos eixos anisotr?picos c?bicos intermedi?rios, um efeito relacionado ?s transi??es de segunda ordem e ? quebra espont?nea de simetria imposta pela combina??o entre o acoplamento biquadr?tico e as anisotropias c?bica e uniaxial. / This Thesis comprises a theoretical study about the influence of the magnetocrystalline anisotropy
on the static and dynamic magnetic properties of nanofilms: monolayers and trilayers coupled through
the bilinear and biquadratic exchange fields, for situations in which the systems are grown in
unusual [hkl] asymmetric directions. Using a theory based on a realistic phenomenological model
for description of nanometric systems, we consider the total free magnetic energy including the
Zeeman interaction, cubic and uniaxial anisotropies, demagnetizing and surface anysotropy energies,
as well as the exchange terms. Numerical calculations are conducted by minimizing the total
magnetic energy from the determination of equilibrium static configurations. We consider experimental
parameters found in the literature to illustrate our results for Fe/Cr/Fe trilayer systems. In
particular, a total of six different magnetic scenarios are analyzed for three regimens of exchange
fields and the [211] and [321] asymmetric growth directions. After numerically minimize the total
energy, we use the equilibrium configurations to calculate magnetization and magnetoresistance
curves with the respective magnetic phases and corresponding critical fields. These results are also
used to establish the boundary for occurrence of saturated states. Within the context of the spin
waves, we solve the equation of motion for these systems in order to find the respective associated
dispersion relations. The results show similar magnetization and magnetoresistance curves for
both [211] and [321] growth scenarios, including an equivalent magnetic transition behavior. However,
the combination of those peculiar symmetries and influence of the exchange energies results
in attractive properties, including the generation of magnetic states as a function of the asymmetric
degree imposed in the [hkl] growth orientations. There is also an increasing incompatibility
between the values of saturation fields of magnetization and magnetoresistance for the cases in
which a magnetic field acts along intermediate cubic anisotropic axes, particularly in the situations
where the bilinear and biquadratic exchange fields are comparable. The dispersion relations and
static results are consistent, the corresponding magnetic states are also present in both acoustic and
optical modes. Furthermore, Goldstone excitations are also observed for that particular cases of a
magnetic field acting in the intermediate axes, an effect related to transitions of second order and
to the spontaneous symmetry breaking imposed by the combination of the biquadratic energy with
the cubic and uniaxial anisotropies.
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Meander-line multilayer magnetoimpedance: din?mica da magnetiza??o em tricamadas ferromagn?ticas / Meander-line multilayer magnetoimpedance: magnetization dinamics in ferromagnetic trilayersMelo, Ac?cio Silveira de 23 March 2017 (has links)
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Previous issue date: 2017-03-23 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / O efeito magnetoimped?ncia (MI) ? uma das ferramentas mais completas para a an?-lise magn?tica de nanoestruturas, uma vez que ? poss?vel observar o comportamento mag-n?tico din?mico em diferentes faixas de frequ?ncias e campos magn?ticos aplicados, emregimes magn?ticos saturado e n?o saturados. Nos ?ltimos anos, estudos t?m investigadoa in?u?ncia da geometria das amostras no efeito MI, em particular, sistemas na forma detricamadas e de Meander-line, separadamente. Baseado nisso, este trabalho busca umaintegra??o destas duas geometrias com o objetivo de estudar as propriedades estruturais eo comportamento magn?tico quase-est?tico e din?mico em tricamadas de [NiFe/Cr/NiFe].As amostras foram produzidas atrav?s da t?cnica de Magnetron Sputtering, sobre subs-trato amorfos de vidro, com espessura das camadas ferromagn?tica variando entre 75 nm e142.5 nm, enquanto a espessura da camada de Cr varia entre 15 nm e 150 nm, totalizandoum conjunto de 10 amostras. Em particular, a espessura total da tricamada foi mantidaconstante em 300 nm independente da amostra produzida. Associado a isto, para cadaconjunto de espessura acima citado foram utilizados tr?s diferentes geometrias no planodo substrato, a primeira na forma retangular, tradicionalmente estudada, e as outrasduas na forma Meander-line, produzidas utilizando-se m?scaras durante o crescimentodos ?lmes. A caracteriza??o estrutural, atrav?s da difra??o de raios X, mostrou um com-portamento cristalogr??co tradicionalmente encontrados para ?lmes de NiFe crescidos emsubstratos amorfos, com uma textura [111]. A caracteriza??o magn?tica quase-est?tica foirealizada atrav?s de curvas de magnetiza??o, obtidas para diferentes dire??es de campomagn?tico aplicado no plano do ?lme em rela??o ao eixo principal da amostra, atrav?sda t?cnica de magnetometria de amostra vibrante (VSM). De uma forma geral, as curvasde magnetiza??o revelam propriedades magn?ticas isotr?picas no plano e s?o fortementedependentes da espessura das camadas ferromagn?ticas de NiFe. Por outro lado, umafraca depend?ncia com a geometria estudada (retangular ou Meander-line) ? observado,como esperado. Finalmente, para o estudo da din?mica da magnetiza??o, foi utilizada at?cnica de magnetoimped?ncia em uma ampla faixa de campo (?700 Oe) e frequ?ncia (0.5at? 3.0 GHz). Al?m disso, duas con?gura??es entre campos e correntes foram exploradas,denominadas aqui de con?gura??o longitudinal (campo e corrente na mesma dire??o) etransversal (campo aplicado perpendicularmente ? corrente). As medidas de magnetoim-ped?ncia apresentam uma estrutura de picos duplos ou m?ltiplos picos, caracter?sticos doefeito FMR, maior respons?vel pelas varia??es do efeito MI no intervalo de frequ?nciasestudado. Com respeito a depend?ncia do efeito em fun??o da raz?o entre as espessurasdas camadas de NiFe e Cr, ? poss?vel observar uma forte in?u?ncia da anisotropia mag-n?tica na estrutura de picos das curvas de MI, principalmente nas amostras com camadasferromagn?ticas mais espessas, este fato est? ligado a contribui??o de anisotropia parafora do plano. Por ?m, uma an?lise das curvas em rela??o a geometria das amostras re-vela mudan?as no comportamento da din?mica de magnetiza??o, acarretando em curvasassim?tricas e uma grande complexidade na estrutura de picos observado.
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ENSAIO ELETROMAGN?TICO N?O DESTRUTIVO PARA DETEC??O DE ANISOTROPIAAndrade, Ana L?cia Silva Souza 12 December 2016 (has links)
Submitted by Programa de P?s-Gradua??o Engenharia El?trica (ppgee@ifpb.edu.br) on 2018-04-16T18:27:08Z
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24- Ana Lucia Silva Souza Andrade - Ensaio Eletromagn?tico n?o Destrutivo para Detec??o de Anisotropia.pdf: 2990408 bytes, checksum: 9f4bfc33bac7c40bb4080622decc8f90 (MD5) / Approved for entry into archive by Alex Sandro R?go (alex@ifpb.edu.br) on 2018-04-16T18:28:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2016-12-12 / Capes / Os processos de fabrica??o convencionais causam deforma??o pl?stica que provocam anisotropia magn?tica do material. Isto torna importante encontrar a dire??o em que ? mais f?cil alinhar os dom?nios magn?ticos. Um maior entendimento da caracteriza??o dos materiais sobre o fen?meno de magnetiza??o em fun??o da dire??o permite que os engenheiros possam otimizar o volume total, a massa e o desempenho dos dispositivos de m?quinas el?tricas na ind?stria. Estas dire??es podem ser obtidas atrav?s de ensaios destrutivos como o m?todo do quadro Epstein e o de ?nica folha, que s?o medidos na regi?o de magnetiza??o de irreversibilidade dos movimentos dos dom?nios. No presente trabalho, amostras de a?o SAE 1045 laminado (formado por pela microestrutura perlita e de ferrita) s?o submetidas a um campo magn?tico induzido na regi?o de reversibilidade dos dom?nios magn?ticos, para detectar a dire??o f?cil magnetiza??o. Estes campos magn?ticos foram aplicadas a amostras circulares com diferentes espessuras e o ?ngulo de aplica??o variando entre 0 ? a 360 ? com passo de 45?. Uma amostra quadrada com uma espessura fixa tamb?m foi usada. Os resultados mostram que o sistema proposto ? um dispositivo promissor que pode ser aplicado para a avalia??o experimental de anisotropia magn?tica em a?os. A abordagem proposta ? considerada um ensaio n?o destrutivo e mostrou-se capaz de determinar a dire??es de f?cil magnetiza??o do a?o estudado, mesmo em amostras com diferentes geometrias. A regi?o estudada pertencia a de perdas de baixa indu??o e mostrou ser sens?vel para determina??o da anisotropia magn?tica, ao contr?rio de outros trabalham que somente relatam a detec??o de anisotropia magn?tica na regi?o de perdas de alta indu??o.
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S?ntese e caracteriza??es estrutural e magn?tica das ferritas de cobalto-mangan?s (Co1-xMnxFe2O4 E Co1,2Fe1,8-xMnxO4)Amorim, Bruno Ferreira 07 December 2015 (has links)
Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-06-10T19:03:35Z
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BrunoFerreiraAmorim_TESE.pdf: 4546675 bytes, checksum: f3babdd1005205365d367583411ae46c (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-06-13T20:09:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2015-12-07 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico (CNPq) / As ferritas de cobalto-mangan?s (Co1?xMnxFe2O4 e Co1,2Fe1,8?xMnxO4) possuem uma
estrutura do tipo espin?lio mista, e t?m sido consideradas como um das candidatas competitivas
para grande variedade de aplica??es em dispositivos, desde a gera??o e detec??o de
ultra-som, sensores, transformadores, bem como na ind?stria m?dica. Ferritas de cobaltomangan?s
nanoestruturadas foram produzidas via moagem de alta energia, com subsequente
tratamento t?rmico, e foram caracterizados por difra??o de raios X, fluoresc?ncia de raios
X, microscopia eletr?nica de varredura e magnetiza??o. Amostras do tipo Co1?xMnxFe2O4 e
Co1,2Fe1,8?xMnxO4 foram obtidas a partir dos p?s precursores Fe3O4, Co3O4 e Mn3O4, os quais foram
estequiometricamente misturados e mo?dos por 10h e tratados termicamente ? 900?C por 2h.
A difratometria confirma a forma??o das fases nanocristalinas puras para s?rie Co1,2Fe1,8?xMnxO4
com umdi?metro m?dio de cerca de 94nm. Verificou-se que o par?metro de rede aumenta com
a substitui??o do Fe3? pelo Mn3?. A fluoresc?ncia de raios X revelou que as por??es de metais nas
amostras estavam pr?xima das composi??es estequiom?tricas nominais. As caracter?sticas microestruturais
observadas nas micrografias demonstraram que as part?culas formadas apresentam
morfologia e granulometria bastante distintas. As medidas de histerese magn?ticas
realizadas em baixa temperatura, mostraram que a magnetiza??o de satura??o e reman?ncia
aumentaram com a concentra??o de mangan?s, enquanto que o campo coercivo diminuiu.
A constante de anisotropia (Ke f ), foi calculada a partir dos ajustes dos dados pela lei de
aproxima??o de satura??o. Verificou-se que a anisotropia diminui substancialmente com a
substitui??o do ferro pelomangan?s. / The cobalt-manganese ferrites (Co1?xMnxFe2O4 and Co1,2Fe1,8?xMnxO4) has a mixed
structure of spinel type and it has been regarded as one of candidates for petitive wide variety of
applications in devices from ultrasonic generation and detection, sensors, transformers, as well
as in medical industry. Ferrites cobalt-manganese nanostructured were produced via mechanical
alloying with subsequent heat treatment and were characterized by X-ray diffraction, X-ray
fluorescence, scanning electron microscopy and magnetization. Samples of Co1?xMnxFe2O4 and
Co1,2Fe1,8?xMnxO4 were obtained from the precursor powders Fe3O4, Co3O4 and Mn3O4 which were
stoichiometrically mixed and ground by 10h and heat treated at 900?C for 2h. The diffraction
confirmed the formation of the pure nanocrystalline phases to series Co1,2Fe1,8?xMnxO4 with an
average diameter of about 94nm. It was found that the lattice parameter increases with the
substitution of Fe3? by Mn3?. The x-ray fluorescence revealed that the portions of metals in
samples were close to the nominal stoichiometric compositions. The microstructural features
observed in micrographs showed that the particles formed show very different morphology and
particle size. The magnetic hysteresis measurements performed at low temperature showed
that the saturation magnetization and remanence increased as the concentration of manganese,
while the coercive field decreased. The anisotropy constant (Ke f ), was estimated from the data
adjustments the law of approaching saturation. It was found that the anisotropy decreases
substantially with the substitution of Fe by Mn.
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Modelagem f?sica e simula??o em nanop?s e filmes finos magn?ticosAlves, Tib?rio Magno de Lima 26 January 2017 (has links)
Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-06-13T19:40:47Z
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Previous issue date: 2017-01-26 / As nanoestruturas magn?ticas t?m recebido grande aten??o da comunidade acad?mica, n?o s? devido ?s suas v?rias aplica??es tecnol?gicas, mas tamb?m do ponto de vista de f?sica b?sica, exibindo comportamentos, efeitos e propriedades de grande interesse. Neste contexto, podemos citar as propriedades magn?ticas anisotr?picas dos filmes finos ferromagn?ticos de FeCuNbSiB, dos nanop?s de ferritas de cobalto com substitui??o Fe?Mn (Co1,2Fe1,8-xMnxO4) e tamb?m da pr?pria ferrita de cobalto estequiom?trica (CoFe2O4). Neste trabalho, desenvolvemos 3 modelos e sistemas num?ricos baseados em rota??o coerente da magnetiza??o, um para cada amostra supracitada, no intuito de descrever e/ou quantificar tais efeitos anisotr?picos. Atrav?s dos processos de modelagem e simula??o, constatamos que os filmes finos de FeCuNbSiB, produzidos pela t?cnica de magnetron sputtering, apresentaram uma forma??o de textura de eixos de anisotropia que pode ser modelada atrav?s de uma fun??o distribui??o estat?stica. Os c?lculos num?ricos aplicados em medidas longitudinais, transversais e polares da magnetiza??o indicaram que, de fato, o mecanismo dominante na histerese magn?tica dos filmes finos estudados aqui ? consistente com a rota??o coerente da magnetiza??o. As simula??es indicaram que o comportamento de dif?cil satura??o nas curvas de histerese magn?tica dos nanop?s de Co1,2Fe1,8-xMnxO4, a baixa temperatura, pode ser modelado atrav?s de uma superposi??o de anisotropias c?bica e uniaxial [001] com configura??o plano f?cil, compat?vel com uma simetria tetragonal. O comportamento cintura de vespa nas curvas de histerese magn?tica do nanop? de CoFe2O4 pode ser atribu?do aos efeitos das intera??es dipolares entre cristalitos que possuem uma anisotropia uniaxial plano f?cil.
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