Made available in DSpace on 2018-08-01T22:29:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_9225_Dissertação Alisson Carlos Krohling.pdf: 2429112 bytes, checksum: f92593b97461fb04c678592fb42300f2 (MD5) Previous issue date: 2015-08-31 / Nesta dissertação de mestrado a anisotropia unidirecional anômala e o efeito de Exchange Bias foram estudada na multicamada Si(100)/Ta(3nm)/NiFe(3nm)/ /IrMn(7nm)/Ta(1nm), depositada por sputtering DC, sistematicamente por difração de raios-X e medidas de magnetometria. Em particular, as amostras como-preparada e a aquecida a 600 K foram investigadas por difração de raios-X com as geometrias para baixo ângulo (refletividade) e alto ângulo (convencional) para caracterizar as propriedades estruturais e interfaciais do filme. Medidas de magnetização foram realizadas em uma ampla gama de temperatura (300 600 K), para estudar as propriedades magnéticas destas duas amostras (como-preparada e aquecida). As curvas de M(H) em temperatura ambiente tem mostrado um deslocamento horizontal do laço de histerese para a amostra como-preparada. Este efeito foi associado a uma anisotropia unidirecional anômala induzida durante a procedimento de preparação da amostra (propriedades intrínsecas), ou seja, um efeito que estava presente antes da realização do processo de field cooling necessário para induzir o efeito de Exchange Bias. Este comportamento anômalo, observado no filme da amostra como-preparada Si(100)/Ta(3nm)/NiFe(3nm)/IrMn(7nm)/Ta(1nm), pode ser explicado assumindo um efeito de interdifusão na interface Ta/NiFe sem a mudança estrutural. Este efeito de interdifusão que ocorre durante a preparação da amostra é devido a fase NiFeTa ser magneticamente dura (quando comparada com a fase do NiFe), consequentemente na amostra como preparada há duas contribuição magnéticas: (i) uma fase mole NiFe, magneticamente acoplada ao camada do IrMn, que é responsável pela visualização do deslocamento do laço horizontalmente (anisotropia unidirecional anômala) e (ii) uma fase NiFeTa dura que não influencia a anisotropia unidirecional anômala, mas que tem seus momentos magnéticos rotacinados incoerentemente com os spins da camada NiFe. A combinação das medidas em baixas e altas temperaturas e os dados estruturais indicam que é possível remover esta anisotropia anômala quando a amostra é aquecida em um intervalo de 520-570 K, que é o intervalo da temperatura de bloqueio deste efeito. Portanto os dados de medidas em altas temperaturas sugerem um aumento das interdifusões interfaciais atômicas do Ta/NiFe e NiFe/IrMn, levando a degradação da amostra assim como a formação de uma fase NiFeIrMnTa, com um completo desaparecimento da contribuição da camada NiFe.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The exchange bias (EB) phenomen occurs due to the coupling between ferromagnetic and antiferromagnetic material and the main characteristics are the rise of unidirectional anisotropy and the rotational hysteresis in torque curves. In this work we have investigated how the unidirectional anisotropy and the rotational hysteresis are influenced by the change of some characteristics in thin films samples. Among these are the stacking of layers, the roughness at the interface between the two materials, the difference in the ferromagnetic layer thickness and the difference between the antiferromagnetic materials. The study was made by using magnetic torque measurements which were interpreted using a granular model for the EB. The parameters obtained from the fitting of the model to the torque curves has also permitted to reproduce data obtained by different magnetic techniques, especially in samples where the unidirectional anisotropy is greater than the uniaxial anisotropy. In NiFe=IrMn samples, the unidirectional anisotropy is favored by stacking layers, by increasing of the interfacial roughness and by the decrease of the ferromagnetic layer thickness, while the rotational hysteresis is substantially increased as the interfacial roughness increases. For the NiFe=FeMn sample the highest values of unidirectional anisotropy and rotational hysteresis were found, as well as a dependence of these parameters with the measuring magnetic field. / O fenômeno de "exchange bias" (EB) ocorre quando um material ferromagnético está acoplado a um material antiferromagnético e apresenta como características principais o surgimento de uma anisotropia unidirecional e a histerese rotacional em curvas de torque. Nesse trabalho foi investigado como a anisotropia unidirecional e a histerese rotacional são influenciadas pela mudança de algumas características em amostras na forma de filme finos. Entre essas características estão o empilhamento de camadas, a rugosidade na interface entre os dois materiais, a diferença na espessura da camada ferromagnética e a diferença entre os materiais antiferromagnéticos. O estudo foi realizado através de medidas de magnetometria de torque nas amostras, as quais foram interpretadas usando um modelo granular para o EB. Os parâmetros resultantes do ajuste do modelo às curvas de torque permitiram também reproduzir dados obtidos por outras técnicas de caracterização magnética, sobretudo em amostras que apresentam a anisotropia unidirecional maior do que a anisotropia uniaxial. Em amostras de NiFe=IrMn, a predominância da anisotropia unidirecional é favorecida pelo empilhamento de camadas, pelo aumento da rugosidade interfacial e pela diminuição da espessura da camada ferromagnética, enquanto a histerese rotacional apresenta aumento significativo somente com o aumento da rugosidade. Em uma amostra de NiFe=FeMn foram encontrados valores maiores tanto para a anisotropia unidirecional quanto para a histerese rotacional, bem como uma dependência desses com o campo de medida.