O objetivo do presente trabalho foi produzir e estudar magnética e estruturalmente filmes finos de Ni IND. 81 Fe IND. 19 Mn IND. 50. Os filmes foram produzidos através da técnica de DC magnetron sputtering. Iniciamos nosso estudo em filmes de Si/buffer/ Ni IND. 81 Fe IND. 19 (30nm)/Fe IND 50 Mn IND. 50 (15nm)/Ta(5nm), utilizando-se substratos de Si(100), Si(111) e buffer de Cu e Ta, a fim de determinar as melhores condições para a obtenção de bom acoplamento de exchange entre as bicamadas magnéticas. Em seguida estudamos a propriedades magnéticas de filmes em função da espessura das camadas magnéticas. As amostras produzidas para este estudo foram filmes de Si(100)/Cu(20nm)/ Ni IND. 81 Fe IND. 19 (t IND. FM nm)/ Fe IND. 50 Mn IND. 50(t IND AFM nm)/Ta(3nm), variando-se t IND. FM entre 5 e 53nm e mantendo fixa t IND. AFM em 10 nm e vice-versa. Finalmente estudamos o efeito das irradiações iônicas de He e Ne no acoplamento de exchange. Os filmes foram caracterizados utilizando-se as técnicas de magnetrometria de amostra vibrante, difração de raios-x, refletometria de raios-x, absorção de raios-x na borda do Mn e microscopia óptica de campo próximo (SNOM). Os resultados da caracterização magnética de todos os filmes de Si/buffer/NiFe/FeMn/Ta mostram que eles apresentam acoplamento de exchange logo após a sua obtenção por sputtering. Porém o acoplamento via troca precisa ser induzido através do procedimento field cooling nos filmes de Si/buffer/FeMn/NiFe//Ta. Os resultados das medidas de difração de raios x mostram que os filmes apresentam estrutura cristalina FCC e texturas cristalográficas (111) e (200) quando as camadas magnéticas são depositadas sobre Cu e uma única textura cristalográfica, a textura (111) quando elas são depositadas sobre Ta. Por outro lado, os resultados da caracterização magnética nos indicam que as amostras com buffer de Cu apresentam as melhores propriedades magnéticas alto valor de H IND. exc e baixa coercividade. A análise de EXAFS dos filmes com diferentes buffers nos indica que as amostras depositadas sobre Ta e diretamente sobre silício apresentam maior desordem na sua estrutura fina em relação às amostras depositadas sobre Cu. A caracterização magnética dos filmes irradiados ionicamente mostrou que o valor de Hexc dos filmes irradiados com diferentes doses de He a temperatura ambiente aumentou em comparação ao valor do campo de exchange das amostras antes das irradiações iônicas. Já nas amostras irradiadas com Ne o campo de exchange diminuiu drasticamente. A partir das medidas realizadas no microscópio óptico de varredura em campo próximo (SNOM), em diferentes regiões de amostras antes e depois de serem irradiadas ionicamente observamos que não há variações no valor do campo de exchange. / The aim of the present work was to produce and to study magnetic and structural properties of Ni81Fe19/Fe50Mn50 thin films. These films were produced by DC magnetron sputtering. We began our study on Si/buffer/Ni81Fe19(30nm)/Fe50Mn50(15nm)/Ta(5nm) films, using Si(100) or Si(111) substrates and Cu or Ta buffer layer, in order to determine the best conditions for obtaining a good exchange coupling between magnetic bilayers. After that, we studied the magnetic properties of these films relative to magnetics layers thickness. The samples studied were Si(100)/Cu (20mn)/Ni81Fe19 (tFM mn)/Fe50Mn50 (tAFM nm)/Ta(3nm), with tFM varying between 5 to 53run, with fixed tAFM of 10mn, and vice versa, namely with fixed tFM and varying tAFM. Finally, we studied the effect of He and Ne ionic irradiation on the exchange-coupling interaction. The thin films were characterized by vibrating sample magnetometry, X-ray diffraction, X-ray reflectometry, X-ray absorption spectroscopy at the Mn K edge, and near field optical microscopy (SNOM). The magnetic characterization of all Si/buffer/NiFe/FeMn/Ta films shows that pristine films present exchange coupling. However, the exchange-coupling interaction needs to be inducing through field cooling procedure for Si/buffer/FeMn/NiFe/Ta films. X ray diffraction measurements show that these films presents FCC crystal structure, plus (111) and (200) crystal textures when the magnetic layers are deposited on Cu buffer layer, and only the (111) crystal texture when the layers are deposited on Ta. On other hand, the magnetic measurement point out that the Cu buffer samples presents the best magnetic properties with high values for Hexc and low values of coercive field. The EXAFS analysis of films with different buffers points out that samples deposited on Ta and directly on silicon present a larger local disorder than samples deposited on Cu. The magnetic measurements of the ionic irradiated films showed an increase of Hexc values for samples irradiated at room temperature with different He rates, compared with the same samples before irradiation. On the other hand, for Ne irradiated samples the exchange field decreased drastically. We observed irradiation no changes on the exchange field values from near field optical microscopy (SNOM) measurements at different areas of samples before and after ionic. These results point out that, even if we are characterizing very small areas of the samples, the exchange field represents the average behavior of the exchange interaction in these areas.

Nanopartículas de Fe3O4 e Fe2O3 foram sintetizadas a partir da rota de coprecipitação, em atmosfera de N2, mantendo-se o pH entre 9 e 14 na temperatura ambiente e utilizando como precursores o FeCl2 e FeCl3. Após a síntese, as nanopartículas foram tratadas termicamente a 250, 500 e 800 oC. Para obtenção de um sistema híbrido, foram sintetizadas nanopartículas de ouro sobre as nanopartículas de óxido previamente tratadas em diferentes temperaturas. As amostras foram caracterizadas por UV-Vis, difratometria de Raios-X (DRX), microscopia eletrônica de transmissão (MET), microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução (MET-AR), espectroscopia no na região do infravermelho (FTIR), magnometria de amostra vibrante (VSM) e espectroscopia Mossbauer (EM), e aplicadas para produção de hidrogênio promovendo a decomposição da hidrazina. Os resultados mostram a síntese de nanopartículas de óxido de ferro com diâmetro médio de cerca de 7 nm. Quando aquecidas a 250 oC o tamanho médio aumentou para ca. de 11 nm e foi observado uma pequena mudança no comportamento óptico e estrutural, mantendo o comportamento superparamagnetico. Quando aquecidas a 500 oC o tamanho médio aumenta para ca. de 50nm e são observadas mudanças significativas nas propriedades ópticas, morfológicas, estruturais. Adicionalmente observa-se transição de comportamento superparamagnetico para paramagnético. Quando aquecidas a 800 oC os efeitos nas propriedades dos materiais são ainda mais significativos; as partículas apresentam tamanho médio de 200 nm, o espectro de absorção no UV-Vis muda significativamente e as partículas passam a ter comportamento pagamagnético. Os resultados obtidos pelas diferentes técnicas e somadas ao Mossbauer sugerem que as amostras sintetizadas são uma mistura de Fe3O4 e -Fe2O3, quando aquecido a 250 e 500 oC uma mistura de -Fe2O3 e -Fe2O3 e a 800 oC somente -Fe2O3. As nanopartículas de ouro sintetizadas sobre as amostras de oxido de ferro apresentaram tamanho médio de 6,0 nm e não afetaram as propriedades magnéticas dos oxidos. As amostras de óxido com nanopartículas de ouro promoveram a decomposição da hidrazina por rota completa, levando a formação de hidrogênio com seletividade de até 33%. / Fe3O4 and Fe2O3 nanoparticles were synthesized by coprecipitation route carried out under N2 atmosphere, maintaining the pH between 9 and 14 at room temperature and using FeCl2 and FeCl3 as precursors. After synthesis the iron oxide nanoparticles were thermally treated at 250, 500 and 800 oC. To obtain a hybrid system, gold nanoparticles were synthesized on the thermally treated oxide nanoparticles. The samples were analyzed by UV-Vis, X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), high resolution transmission electron microscopy (MET-AR), spectroscopy in the region of Infrared (FTIR), vibrating sample magnitude (VSM) and Mossbauer, and applied to produce H2 through hydrazine decomposition. The results show the synthesis of Fe3O4 nanoparticles with average diameter of about 7 nm. When heated to 250 oC the average size increased to about 11 nm and a small change in the optical and structural behavior was observed, while the superparamegnetic behaviour was maintained. When heated to 500 °C, the average particle size increase to ca 51nm, significant changes in the optical, morphological and structural properties are observed, in addition to a transition from superparamegnetic to paramagnetic behaviour. When heated to 800 oC the effects on the properties are even more significant; the nanoparticles increase to ca. 200 nm, the absorption spectrum in UV-Vis changes significantly and the particles present paramagnetic behaviour. The results suggest that when heated to 250 and 500 oC a mixture of -Fe2O3 e -Fe2O3 is obtained, after heating at 800 oC only -Fe2O3 is observed. The gold nanoparticles synthesized on the iron oxides present average size of 6.0 nm, and did not affect the magnetic properties of the oxides. The iron oxides/gold nanoparticle samples were efficiently applied to produce hydrogen, promoting the decomposition of hydrazin. The selectivity to hydrogen reached up to 33%.

Investigamos as propriedades magnéticas e as interações hiperfinas das ligas \'ZR\'\'(\'FE IND. x\'\'CR IND. 1-x\') IND. 2\' (0.3 < x < 0.7) e seus hidretos, através de medidas de magnetização em campos até 9 T, suscetibilidade AC e espectroscopia Mossbauer. A difração de raios X confirmou a estrutura de fase de Laves hexagonal Cl4 para todas as amostras. Os espectros Mossbauer das ligas à temperatura ambiente apresentaram dois dubletos quadrupolares, que podiam ser atribuídos de duas maneiras aos sítios cristalográficos 2a e 6h do Fe. Esta ambigüidade foi resolvida por um cálculo de cargas pontuais, com as posições atômicas determinadas por refinamento Rietveld. Medidas magnéticas e de Mössbauer a baixas temperaturas indicaram que todas as ligas da faixa de concentrações estudada apresentaram comportamento de vidros de spin, sem ordem magnética de longo alcance. As temperaturas de congelamento de spins observadas puderam ser descritas em seu conjunto pela equação de Vogel-Fulcher. A concentração crítica de Fe para a formação de momentos magnéticos foi determinada. O efeito da absorção de hidrogênio foi investigado: a) com o teor máximo de H em todas as ligas, b) com teores intermediários na liga \'ZR\'\'(\'FE IND. 0.5\'\'CR IND. 0.5\') IND. 2\'. Nesta última, os espectros Mössbauer mostraram a coexistência de uma fase pobre e uma fase rica em H. O desdobramento quadrupolar do Fe no sítio 6h apresentou variação com a temperatura, atribuída a efeitos de difusão de hidrogênio. O principal efeito do hidrogênio sobre o magnetismo das ligas foi um incremento notável dos momentos magnéticos, porém sem aparecimento de ordem ferromagnética; ao contrário, observou-se um pequeno abaixamento das temperaturas de congelamento de spins. / We have investigated the magnetic properties and hyperfine interactions in the \'ZR\'\'(\'FE IND. x\'\'CR IND. 1-x\') IND. 2\' (0.3 < x < 0.7) alloys and their hydrides, by means of magnetization measurements in fields up to 9 T, AC susceptibility and Mõssbauer spectroscopy. X-ray diffraction confirmed the Laves phase Cl4 hexagonal structure for all samples. The room temperature Mõssbauer spectra of all samples showed two quadrupolar doublets, which could be assigned in two ways to the Fe crystallographic sites 2a and 6h. This ambiguity was solved by a point-charge calculation using atomic positions determined by Rietveld refinement. Magnetic and Mõssbauer measurements at low temperatures indicated that all investigated samples showed spin-glass behavior, without long-range magnetic order. The set of observed spin freezing temperatures could be described with the Vogel-Fulcher equation. The critical Fe concentration for magnetic moment formation has been determined. The effect of hydrogen absorption was investigated: a) with the maximum H content for all alloys, b) with intermediate H contents for the \'ZR\'\'(\'FE IND. 0.5\'\'CR IND. 0.5\') IND. 2\' alloy. Mõssbauer spectra for the latter samples showed the coexistence of a H-poor and a H-rich phase. The Fe quadrupole splitting at the 6h site exhibited a temperature dependence which was attributed to hydrogen diffusion effects. The main effect of hydrogen on the magnetism was a significant increase in magnetic moments, yet without ferromagnetic ordering; a slight lowering of spin freezing temperatures was actually observed.

Neste trabalho, desenvolvemos um gerador de nanopartículas (NPs) como uma adaptação para um sistema de magnetron sputtering. Com ele, somos capazes de produzir NPs de materiais diversos e codepositá-las em matrizes dielétricas ou metálicas. A adaptação consiste em incluir uma região de alta pressão relativa de Ar no caminho do vapor atômico removido do alvo. A aglomeração ocorre termodinamicamente devido a diminuição da energia cinética após colisões com o gás. Desenvolvemos também, uma metodologia para colimar o fluxo de NPs dentro da região de alta pressão. A deposição é feita no substrato na forma de uma mancha com alguns milímetros de diâmetro e o tempo de preparação da amostra é significativamente curto. Desenvolvemos um modelo fenomenológico para explicar a condensação e a colimação do nosso sistema. Este, apesar de não sofisticado, explica bem ambos os fenômenos e consegue prever o diâmetro das nanopartículas para certas condições. Em paralelo ao desenvolvimento, produzimos e caracterizamos nanopartículas de cobalto. Da caracterização morfológica, através de microscopia eletrônica, concluímos que as NPs produzidas tem diâmetros médios de 10 nm com uma dispersão de 13 %. Através de análises de retro espalhamento Rutherford estudamos a distribuição do material sobre o substrato e observamos que este segue uma distribuição Gaussiana de espessuras. Além disso, devido a colimação, observamos que as taxas de deposição são da ordem de 50 vezes maiores que as taxas usuais de um sistema de sputtering. Estudos estruturais através de difração de raios X mostraram que as nanopartículas são nanocristalinas e imagens em alta magnificação de microscopia eletrônica de transmissão comprovaram esta hipótese. Finalmente, estudos magnéticos mostraram que as NPs não possuem eixos preferenciais de magnetização. Desenvolvemos condições padrões de operação e estabilizamos o sistema que atualmente produz amostras confiáveis e reprodutíveis. Além do Co, nanopartículas de Cu e SmCo foram produzidas em condições parecidas. A morfologia destas partículas foi investigadas por microscopia eletrônica e seus tamanhos se mostraram próximos dos das NPs de Co. Estes resultados ilustraram a universalidade do nosso sistema de deposição de nanopartículas. / We have developed a nanoparticle (NP) generator by adapting one of the sputtering guns on a magnetron sputtering system. With it, we are able to produce nanoparticles with different types of material. The adaptation consists of including a high-pressure region in the path of the atomic vapor removed from the sputtering target. The condensation happens thermodynamically through the loss of kinetic energy that the atomic vapor suffers after collisions with the gas. We have also developed a methodology to collimate the flow of nanoparticles inside the high pressure region. The deposition on the substrate is in the form of a stain with a few millimeters in diameter. The sample preparation time is also relatively short. We created a phenomenological model to explain both the condensation and collimation phenomena in our system. Despite being relatively simple, this model explain both quite well. In parallel to the development of the system, we produced and characterized cobalt nanoparticles. From a morphological analysis, carried out using electron microscopy, we determined that the nanoparticles mean diameter is of about 10 nm with a dispersion of 13 %. Through Rutherford back-scattering analysis, we studied the thickness distribution of the sample along the substrate. We observed that it follows a Gaussian distribution. Also, because of the collimation of the material, the deposition rates are about 50 times higher than in a regular sputtering system. Using X ray diffraction we were able to determine that the NPs are nano-crystalline which is corroborated with high resolution transmission electron microscopy images. Finally, magnetic measurements showed that the nanoparticles do not have any preferential magnetization axis. We developed standards of operations and stabilized the system. The samples we produce are trustworthy and reproducible. Besides Co, Cu and SmCo NPs were produced using this system with conditions similar to the ones used on the Co NPs. Through morphological analysis, we determined that their sizes are also similar. These results illustrate the universality of our system.

Orientador: Guillermo Gerardo Cabrera Oyarzun / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-09-24T15:40:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sousa_RogerioCostaReisde_M.pdf: 1686210 bytes, checksum: 125a0623ded15e9d468f4bb527e472e8 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Neste trabalho analisamos o efeito do hopping de buracos sobre o brackground de interações antiferromagnéticas do Modelo 't - J', usando soluções analíticas exatas de pequenos aglomerados, que apesar de sofrerem fortes efeitos de tamanho, revelaram detalhes interessantes sobre a mudança de ordem magnética comumente descrita por tratementos de campo médio. O cluster de 4 sítios com um buraco mostrou 3 comportamentos deiferentes do estado fundamental: Uma fase antiferromagnética para t << J com ondas de carga, onde o buraco parece estar parado, não afetando a ordem magnética da cadeia de Haisenberg; outra para t ~ J que apresenta correlações ferro e antiferromagnéticas, o que pode ser o análogo da fase espiral obtida por campo médio, e finalmente para t >> J, obtivemos fortes correlações ferromagnéticas (spin total máximo) e ausência de ondas de carga, sendo que as flutuações quânticas impedem a saturação do momento magnético. Este comportamento limite caracteriza traços de uma transição metal-isolante a medida que a energia cinética dos buracos compete com as interações antiferromagnéicas / Abstract: We study the effect of the hole hopping in a doped antiferromagnet described by 't-J' Model, using exact analytical solutions for small clusters. In spite of the small they reveal interesting details about the magnetic order, which is commonly describes Mean Field treatments. The 4-site cluster with one hole shows different behaviors for ground state: An antiferromagnetic phase t << J, with the presence of charge density waves, where the hole seems to be localized, not affecting the order of the Heisenberg chain; another regime for t ~ J that presents mixed ferro and antiferro correlations, in what may be the analog of the spiral phase obtained in Mean Field solutions; and finally for t >> J, we obtain strong ferromagnetic correlations (maximum spin) and no charge density waves, with quantum fluctuations precluding the saturation of the magnetic moment. This behavior shows traces of a metal-insulator transition as the hole kinetic energy compete with the antiferromagnetic interactions / Mestrado / Física / Mestre em Física

Investigamos as propriedades magnéticas e as interações hiperfinas das ligas \'ZR\'\'(\'FE IND. x\'\'CR IND. 1-x\') IND. 2\' (0.3 < x < 0.7) e seus hidretos, através de medidas de magnetização em campos até 9 T, suscetibilidade AC e espectroscopia Mossbauer. A difração de raios X confirmou a estrutura de fase de Laves hexagonal Cl4 para todas as amostras. Os espectros Mossbauer das ligas à temperatura ambiente apresentaram dois dubletos quadrupolares, que podiam ser atribuídos de duas maneiras aos sítios cristalográficos 2a e 6h do Fe. Esta ambigüidade foi resolvida por um cálculo de cargas pontuais, com as posições atômicas determinadas por refinamento Rietveld. Medidas magnéticas e de Mössbauer a baixas temperaturas indicaram que todas as ligas da faixa de concentrações estudada apresentaram comportamento de vidros de spin, sem ordem magnética de longo alcance. As temperaturas de congelamento de spins observadas puderam ser descritas em seu conjunto pela equação de Vogel-Fulcher. A concentração crítica de Fe para a formação de momentos magnéticos foi determinada. O efeito da absorção de hidrogênio foi investigado: a) com o teor máximo de H em todas as ligas, b) com teores intermediários na liga \'ZR\'\'(\'FE IND. 0.5\'\'CR IND. 0.5\') IND. 2\'. Nesta última, os espectros Mössbauer mostraram a coexistência de uma fase pobre e uma fase rica em H. O desdobramento quadrupolar do Fe no sítio 6h apresentou variação com a temperatura, atribuída a efeitos de difusão de hidrogênio. O principal efeito do hidrogênio sobre o magnetismo das ligas foi um incremento notável dos momentos magnéticos, porém sem aparecimento de ordem ferromagnética; ao contrário, observou-se um pequeno abaixamento das temperaturas de congelamento de spins. / We have investigated the magnetic properties and hyperfine interactions in the \'ZR\'\'(\'FE IND. x\'\'CR IND. 1-x\') IND. 2\' (0.3 < x < 0.7) alloys and their hydrides, by means of magnetization measurements in fields up to 9 T, AC susceptibility and Mõssbauer spectroscopy. X-ray diffraction confirmed the Laves phase Cl4 hexagonal structure for all samples. The room temperature Mõssbauer spectra of all samples showed two quadrupolar doublets, which could be assigned in two ways to the Fe crystallographic sites 2a and 6h. This ambiguity was solved by a point-charge calculation using atomic positions determined by Rietveld refinement. Magnetic and Mõssbauer measurements at low temperatures indicated that all investigated samples showed spin-glass behavior, without long-range magnetic order. The set of observed spin freezing temperatures could be described with the Vogel-Fulcher equation. The critical Fe concentration for magnetic moment formation has been determined. The effect of hydrogen absorption was investigated: a) with the maximum H content for all alloys, b) with intermediate H contents for the \'ZR\'\'(\'FE IND. 0.5\'\'CR IND. 0.5\') IND. 2\' alloy. Mõssbauer spectra for the latter samples showed the coexistence of a H-poor and a H-rich phase. The Fe quadrupole splitting at the 6h site exhibited a temperature dependence which was attributed to hydrogen diffusion effects. The main effect of hydrogen on the magnetism was a significant increase in magnetic moments, yet without ferromagnetic ordering; a slight lowering of spin freezing temperatures was actually observed.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-graduação em Física / Made available in DSpace on 2012-10-24T19:37:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2013-07-16T20:29:25Z : No. of bitstreams: 1 274147.pdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Neste trabalho foi realizado um estudo das propriedades magnéticas intrínsecas e estruturais de quatro sistemas de ligas: Nd16Fe76-xRuxB8, Nd16-Co76-xRuxB8, Nd16Co76-xRuxC7B e Nd16Co72-xRuxC11B. O foco de atenção é particularmente a fase tetragonal f (2:14:1) (grupo de espaço P42/mmm). Para isto foram utilizadas as técnicas experimentais de difração de raios-X, espectroscopia Mössbauer, medidas de magnetização, termogravimetria, calorimetria diferencial de varredura e análise metalográfica. As amostras foram preparadas por fusão à arco voltaico a partir da mistura nominal dos elementos de pureza eletrolítica (99,9 %). O propósito desta investigação é observar o efeito da substituição parcial do Fe ou Co pelo Ru nas propriedades magnéticas destas ligas, além de analisar comparativamente o efeito da contribuição da sub-rede 3d com a presença de Fe ou Co, com a introdução de um elemento 4d, o Ru (isoeletrônico do Fe), nas propriedades magnéticas desses materiais. Desde o advento dos chamados supermagnetos, à base de terras raras com metais de transição, surgiu uma grande expectativa de produzir materiais magnéticos de alto desempenho e baixo custo, e um grande esforço foi empreendido para encontrar novos materiais ainda melhores. Inicialmente grande atenção foi dada aos compostos à base de boro, os chamados boretos. Com a descoberta de que o boro pode ser substituído pelo carbono, surgiu um grande interesse pela família dos carbetos, gerando em seguida os boro-carbetos, que apresentam coercividades muito maiores do que os boretos convencionais. Uma grande anisotropia magnetocristalina ocorre nesses sistemas, devido basicamente à contribuição da sub-rede dos terras raras. Compostos do tipo R2Fe14B e R2Fe14C têm campos cristalinos idênticos e a interação de troca 3d-4f é praticamente a mesma em ambos. A substituição de carbono por boro reduz a temperatura de Curie em cerca de 30-40 K, e o momento magnético médio diminui. Por outro lado, os custos de produção são bem menores para os carbetos, que apresentam ainda elevada magnetização de saturação e alta suscetibilidade diferencial em campos magnéticos intensos, o que ainda não é bem esclarecido. Neste sentido o presente estudo é dedicado à salientar as peculiaridades desses intermetálicos focalizando o efeito da variação da constituição química da sub-rede 3d (ao trocar Fe por Co e/ou Ru) e da concentração dos constituintes em boretos e correspondentes carbetos assim como em suas combinações (boro-carbetos). / In this work is performed a study of the structural and magnetic properties of four alloy systems: Nd16Fe76-xRuxB8, Nd16Co76-xRuxB8, Nd16Co76-x-RuxC7B and Nd16Co72-xRuxC11B. The focus of attention is particularly on the f phase (2:14:1) (space group P42/mmm). For this purpose the experimental techniques of X-ray diffraction, Mössbauer spectroscopy, magnetization measurements, thermogravimetry, differential scanning calorimetry and metalograhic analysis were used. The samples were prepared by arc melting the nominal mixtures of the elements of electrolytic purity (99.9%). The purpose of this investigation is to observe the effect of the partial substitution of Fe or Co by Ru on the magnetic properties of these alloys. Moreover to analyze comparatively the effect of the contribution of the 3d sublattice with the presence of Fe or Co, with the introduction of a 4d element, Ru (isoelectronic of Fe), on the magnetic properties of these materials. Since the advent of the so-called supermagnets, based on the rare earth with transition metals, there is a large expectation for the production of low cost and high performance magnetic materials and a great effort was devoted in obtaining even better new materials. Initially great attention was given to the compounds based on boron, the borides. With the discovery that boron can be replaced by carbon, it arises a great interest for the family of carbides, giving rise to the borocarbides, which have coercivities much larger than conventional borides. A large magnetocrystalline anisotropy occurs in these systems, basically due to the contribution of the rare earth sublattice. Compounds like R2Fe14B and R2Fe14C have identical crystalline fields and the exchange interaction 3d-4f is practically the same in both of them. The substitution of carbon for boron decreases the Curie temperature in about 30-40 K, and the average magnetic moment has a small decrease. On the other hand the production costs are much smaller for the carbides, which have a large saturation magnetization and an extraordinarily high differential susceptibility in high magnetic fields, which still is not well understood. In this sense, the present study is devoted to highlighting the peculiarities of the magnetic properties of these intermetallics focusing on the effect of the change in the chemical composition of the 3d sublattice (by changing Fe or Co by Ru) and of the concentration of constituents in the borides and corresponding carbides as well as in their combinations (boro-carbides).

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Plantea un método fenomenológico-numérico para la simulación de propiedades magnéticas, estáticas y dinámicas de multicapas magnéticas. Este método se aplica al estudio de cuatro sistemas multicapas reales: la válvula de espín IrMn/Co/Ru(tRu)/NiFe para tres espesores de la capa de Ru (tRu = 3.6, 4.2, 20nm), la válvula de espín IrMn/NiFe/Ru(tRu)/Co para espesores en el rango 6°A< tRu < 22°A y dos familias de multicapas periódicas de Co/Au: [Co(t)/Au(20A° )]20 y [Co(t)/Au(30A° )]20 para diferentes espesores t de la capa de Co. Se utiliza una teoría fenomenológica que se basa en el uso de la energía libre de Helmholtz para describir el comportamiento de una multicapa magnética. Se implementa un método numérico basado en el gradiente conjugado el cual se aplica para minimizar la energía libre y encontrar las posiciones de equilibrio de las magnetizaciones. Gracias a estos resultados, con las posiciones de equilibrio, se simulan las propiedades estáticas de magnetización y de magnetoresistencia. Asimismo, para la simulación de las propiedades dinámicas se utiliza la relación de dispersión de la resonancia ferromagnética que resulta de resolver la ecuación de Landau-Lifshitz, el cual rige la dinámica de las magnetizaciones. / Tesis

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, 2008. / Submitted by Debora Freitas de Sousa (deborahera@gmail.com) on 2009-07-27T11:44:24Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Fabio_Nakagomi.pdf: 2332418 bytes, checksum: 39dc6ff6e9910f61dcf7eb05a009eed9 (MD5) / Approved for entry into archive by Tania Milca Carvalho Malheiros(tania@bce.unb.br) on 2009-07-27T13:09:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Fabio_Nakagomi.pdf: 2332418 bytes, checksum: 39dc6ff6e9910f61dcf7eb05a009eed9 (MD5) / Made available in DSpace on 2009-07-27T13:09:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Fabio_Nakagomi.pdf: 2332418 bytes, checksum: 39dc6ff6e9910f61dcf7eb05a009eed9 (MD5) Previous issue date: 2008-09 / A dependência da quantidade de Cobalto (Co) e Magnésio (Mg) nas propriedades estruturais e magnéticas de nanopartículas de ferritas de CoxFe3-xO4 (0,05 ? x ? 1,6) e MgxFe3-xO4 (0,5 ? x ? 1,5) crescidas pelo método de reação de combustão foi investigada por espectroscopias de Raios-X, Raman, e Mössbauer. Os dados Mössbauer revelaram que os íons divalentes (Co2+, Mg2+) ocupam os sítios tetraédricos e octaédricos em ambos os conjuntos de amostras. Entretanto, foi verificado que enquanto as amostras de CoxFe3-xO4 apresentam uma distribuição do tipo espinélio inversa para baixas concentrações de Co com tendência a uma espinélio mista com o aumento de x. A ferrita de magnésio apresenta comportamento oposto. Para valores de x > 0,4 os dados experimentais indicaram que o caroço das nanopartículas de CoxFe3-xO4 está coberta por uma camada de hematita cuja espessura depende de x. A espectroscopia Raman comprovou que a co-existência dessas duas fases é responsável por uma interface caroço/camada altamente estressada que leva a uma redução da simetria dos sítios tetraédricos e octaédricos, explicando assim a variação observada dos parâmetros hiperfinos nesse intervalo de x. Para valores de x > 0,4 foi constatado que os parâmetros hiperfinos de ambos os conjuntos de amostras praticamente não são afetados com a introdução dos íons divalentes. Excetuando-se o decréscimo observado para o campo hiperfino nas amostras de MgxFe3-xO4. Devido à grande diferença entre as massas dos íons de Fe3+ e Mg2+ foi observado um desdobramento do modo A1g, o qual permitiu o uso da espectroscopia Raman para quantificar a distribuição de Mg2+ e Fe3+ nos sítios tetraédricos e conseqüentemente, obter a distribuição de cátions para as amostras de MgxFe3-xO4. Foi verificado que esses resultados estão em boa concordância com os dados obtidos por Mössbauer. _________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The Cobalt (Co) and Magnesium (Mg) content dependence of the structural and magnetic properties of CoxFe3-xO4 (0,05 ? x ? 1,6) and MgxFe3-xO4 (0,5 ? x ? 1,5) ferrites nanoparticles growned by combustion reaction were investigated by X-Ray diffraction, Raman, and Mössbauer spectroscopy. The Mössbauer data revealed that Co2+ and Mg2+ divalent ions occupy both tetrahedral and octahedral sites of both sets of samples. However, it was verified that while the cobalt ferrite samples presented a cation distribution of inverse spinel type at low Co concentrations, which tends to a mixed spinel as the cobalt concentration increases, the opposite behavior was observed for the magnesium ferrite. For, the experimental data indicated the presence of a hematite phase forming a shell around the core of the nanoparticle, whose thickness is x dependent. The Raman spectroscopy showed that the co-existence of those two phases is responsible for a highly stressed core-shell interface, leading to the symmetry reduction of the tetrahedral and octahedral sites, explaining the changes in the hyperfine parameters in this x range. For x > 0,4 , it was verified that the hyperfine parameters are not affected by the introduction of the divalent ion for both ferrites, except for an observed decrease of the hyperfine field in the MgxFe3-xO4 samples. Due to the large difference between Fe3+ and Mg2+ ions masses, an A1g splitting mode was observed, which allowed us to quantify Fe3+ and Mg2+ distribution in the tetrahedral sites and, consequently, to obtain the cation distribution of the MgxFe(3-x)O4 samples. These results are in good agreement with the Mössbauer data.

Foram investigados os efeitos de tratamentos térmicos nas propriedades estruturais, magnéticas e de magnetotransporte eletrônico de fitas de Co10Cu90 rapidamente resfriadas (“melt-spun”) enfatizando o estudo de possíveis relações entre as interações magnéticas entre grãos, camadas e cristais presentes nestes materiais e a magnetoresistência. A análise combinada da evolução estrutural e da intensidade das interações entre os grãos magnéticos mostra claramente o papel de alguns parâmetros estruturais (tamanho e densidade de partículas, distância entre partículas) e da própria intensidade das interações entre as partículas nas propriedades de transporte eletrônico em presença de um campo magnético.