Orientador: Edson Correa da Silva / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-01T14:06:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Romano_JoseAlexandre_D.pdf: 1489878 bytes, checksum: 9e0c9d915c37babfe5e8ef32ccea9623 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: O tema central desta tese é o estudo de propriedades magnéticas de multicamadas ultrafinas (ML¿s) de Co/Pd usando a técnica da ressonância ferromagnética (FMR). O trabalho é motivado pela busca de um entendimento dos mecanismos que ocorrem em sistemas de multicamadas magnéticas metálicas causando um aumento da anisotropia magnética. Quando a espessura da camada de Co é de apenas algumas camadas atômicas, a elevada anisotropia faz com que a magnetização seja perpendicular ao plano do filme. O aumento desta anisotropia pode ser explicado, em alguns casos, pelo modelo sugerido por Néel o qual atribui sua elevação à assimetria nas vizinhanças de um átomo na superfície da camada magnética. Também já foi observado que a energia magnetoelástica, dependendo da mistura dos átomos nas interfaces e da espessura da camada de Co, pode contribuir para esta anisotropia. Entretanto, esta é uma questão aberta e a origem microscópica da anisotropia de superfície, ou de interface, ainda não é clara. No sentido de contribuir para o entendimento destas questões, estudamos amostras com camadas de Co de diferentes de espessuras e determinamos as contribuições de volume e de interface para a energia de anisotropia. Um conjunto das amostras sofreu implantação de íons Ar + a diferentes dosagens (1x1013 a 7.5x1014 íons/cm2 ) com o objetivo de modificar gradativamente as interfaces com relação rugosidade e interdifusão entre os átomos de Co e Pd e, desta forma afetar a anisotropia de interface. Outro conjunto sofreu tratamento térmico, a diferentes temperaturas, a fim de determinarmos sua influência na anisotropia magnética. Através da análise da largura de linha dos espectros de FMR, fomos capazes de fazer uma abordagem qualitativa das interações entre as camadas de Co e da homogeneidade das amostras. Analisamos também a influência do substrato, vidro ou silício, na anisotropia magnética e na homogeneidade e qualidade dos filmes. Estudamos ainda com a FMR outros modos de ressonância que aparecem nestes sistemas, alguns cuja origem é atribuída a interações entre as camadas de Co, e outro cuja origem ainda não é bem entendida. Além da FMR, utilizamos também VSM (vibrating sample magnetometer), e SMOKE (surface magneto-optic Kerr effect) como técnicas subsidiárias / Abstract: The central theme of this thesis is the study of magnetic properties of ultrathin multilayers (ML's) of Co/Pd using the ferromagnetic resonance technique (FMR). The work is motivated by the search of a better understanding of the mechanisms that occurs in the metallic magnetic multilayers systems that causes an increase on the magnetic anisotropy. When the thickness of the Co layer is just a few atomic layers, the high anisotropy even causes the magnetization to be perpendicular to the plane of the film. The increase of this anisotropy can be explained, in some cases, using the model suggested by Néel which attributes this increase to the asymmetry in the neighborhood of the atoms at the surface of the magnetic layer. It was already observed that the magnetoelastic energy, depending on the mixture of the atoms at the interfaces and of the thickness of the Co layer, can contribute to this interface anisotropy. However, this is an open question and the microscopic origin of the surface anisotropy, or interface anisotropy, is still not clear. With the purpose to colaborate with the clarification of these questions, we studied samples with different thicknesses of the Co layer and we determined the volume and interface contributions to the anisotropy energy. A set of samples were submitted to Ar + ion implantation at different doses (1x1013 to 7.5x1014 íons/cm2 ). The objective is to modify gradually the interfaces with respect to the rugosity and interdiffusion between the Co and Pd atoms and, in this way, to affect the interface anisotropy. Another set was heat treated in several temperatures, in order to determine its influence on the magnetic anisotropy. Using the FMR line-width results we were able to make a qualitative description of the interactions among the Co layers and of the homogeneity of the samples. We have also analyzed the influence of the substrate, either glass or silicon, on the magnetic anisotropy and on the homogeneity and quality of the films. Other FMR resonance modes were observed in our ML¿s systems. We attributed some of them to interactions between the Co layers. However there is still one mode whose origin is not well understood. Besides the FMR technique, we also used VSM (vibrating sample magnetometer), and SMOKE (surface magneto-optic Kerr effect) as subsidiary techniques / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

No presente trabalho foram investigadas as propriedades estruturais, magnéticas e magnetorresistivas de multicamadas magnéticas ultrafinas de Co/Pt acopladas ao IrMn, depositadas por desbastamento iônico tipo magnetron. As técnicas de caracterização utilizadas foram Difratometria e Reflectometria de Raios X, Microscopia de força. Atômica, Magnetometria por Gradiente de Força Alternada e Magnetorresist8ncia. O comportamento da magnetização foi simulado usando o modelo de rotação coerente. A análise dos resultados obtidos por magnetometria e magnetorresistencia mostraram que a anisotropia magnética das amostras de Co/Pt acopladas ao IrMn é córnea. O ângulo do cone foi determinado a partir da simulação dos resultados das curvas de magnetização com campo magnético aplicado no piano do filme, usando-se o modelo de rotação coerente. Para as válvulas de spin, foi observado que a camada semente tem forte influencia sobre as propriedades magnéticas e sobre a magnetorresistência gigante. / In the present work, the structural, magnetic and magnetoresistive properties of ultrathin magnetic Co/Pt multilayers, exchange-coupled to IrMn, deposited by magnetron sputtering, have been investigated. The characterization techniques used were X-ray diffraction and reflectometry, atomic force microscopy, Alternating Gradient-Force Magnetometry and Magnetoresistance. The magnetic behavior was simulated using a coherent rotation model. The magnetometry and magnetoresistance results showed that the magnetic anisotropy of the Co/Pt coupled to IrMn samples is a cone anisotropy. The cone angle was determined from the simulations of the magnetization curves with applied magnetic field at the films' plane, using a coherent rotation model. For the spin valves, it has been observed that the seed layer has a strong influence on the magnetic and giant magnetoresistance properties.

No presente trabalho foram investigadas as propriedades estruturais, magnéticas e magnetorresistivas de multicamadas magnéticas ultrafinas de Co/Pt acopladas ao IrMn, depositadas por desbastamento iônico tipo magnetron. As técnicas de caracterização utilizadas foram Difratometria e Reflectometria de Raios X, Microscopia de força. Atômica, Magnetometria por Gradiente de Força Alternada e Magnetorresist8ncia. O comportamento da magnetização foi simulado usando o modelo de rotação coerente. A análise dos resultados obtidos por magnetometria e magnetorresistencia mostraram que a anisotropia magnética das amostras de Co/Pt acopladas ao IrMn é córnea. O ângulo do cone foi determinado a partir da simulação dos resultados das curvas de magnetização com campo magnético aplicado no piano do filme, usando-se o modelo de rotação coerente. Para as válvulas de spin, foi observado que a camada semente tem forte influencia sobre as propriedades magnéticas e sobre a magnetorresistência gigante. / In the present work, the structural, magnetic and magnetoresistive properties of ultrathin magnetic Co/Pt multilayers, exchange-coupled to IrMn, deposited by magnetron sputtering, have been investigated. The characterization techniques used were X-ray diffraction and reflectometry, atomic force microscopy, Alternating Gradient-Force Magnetometry and Magnetoresistance. The magnetic behavior was simulated using a coherent rotation model. The magnetometry and magnetoresistance results showed that the magnetic anisotropy of the Co/Pt coupled to IrMn samples is a cone anisotropy. The cone angle was determined from the simulations of the magnetization curves with applied magnetic field at the films' plane, using a coherent rotation model. For the spin valves, it has been observed that the seed layer has a strong influence on the magnetic and giant magnetoresistance properties.

No presente trabalho foram investigadas as propriedades estruturais, magnéticas e magnetorresistivas de multicamadas magnéticas ultrafinas de Co/Pt acopladas ao IrMn, depositadas por desbastamento iônico tipo magnetron. As técnicas de caracterização utilizadas foram Difratometria e Reflectometria de Raios X, Microscopia de força. Atômica, Magnetometria por Gradiente de Força Alternada e Magnetorresist8ncia. O comportamento da magnetização foi simulado usando o modelo de rotação coerente. A análise dos resultados obtidos por magnetometria e magnetorresistencia mostraram que a anisotropia magnética das amostras de Co/Pt acopladas ao IrMn é córnea. O ângulo do cone foi determinado a partir da simulação dos resultados das curvas de magnetização com campo magnético aplicado no piano do filme, usando-se o modelo de rotação coerente. Para as válvulas de spin, foi observado que a camada semente tem forte influencia sobre as propriedades magnéticas e sobre a magnetorresistência gigante. / In the present work, the structural, magnetic and magnetoresistive properties of ultrathin magnetic Co/Pt multilayers, exchange-coupled to IrMn, deposited by magnetron sputtering, have been investigated. The characterization techniques used were X-ray diffraction and reflectometry, atomic force microscopy, Alternating Gradient-Force Magnetometry and Magnetoresistance. The magnetic behavior was simulated using a coherent rotation model. The magnetometry and magnetoresistance results showed that the magnetic anisotropy of the Co/Pt coupled to IrMn samples is a cone anisotropy. The cone angle was determined from the simulations of the magnetization curves with applied magnetic field at the films' plane, using a coherent rotation model. For the spin valves, it has been observed that the seed layer has a strong influence on the magnetic and giant magnetoresistance properties.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-04-11Bitstream added on 2014-06-13T19:29:34Z : No. of bitstreams: 1 simon_ra_me_bauru.pdf: 585170 bytes, checksum: 22e864a53f831e4bf21be6c6b81ed2f3 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Na área de pesquisa em sistemas de elétrons fortemente correlacionados, o modelo das super-redes Hubbard tem sido utilizada para explicar e prever comportamentos de heteroestruturas, como multicamadas magnéticas, que apresentam propriedades diferentes e incomuns, comparadas com as dos sistemas homogêneos análogos, E.G., ordenamentos magnéticos e de carga. Neste contexto, foram estudados nesta dissertação os efeitos da introdução de um novo valor , 'T IND. C', para o parâmetro de hopping de elétron nas interfaces de camadas diferentes da super-rede, ou seja, introduziu-se uma modulação na condução entre as camadas. Variou-se 'T IND. C'entre 0.1T e T, onde T é o parâmetro de hopping entre sítios da mesma camada. Para a lacuna de carga encontramos um comportamento dependente da densidade eletrônica na rede. Em geral, momentos magnéticos locais e a ocupação eletrônica nos sítios, apresentam uma distribuição mais uniforme para 'T IND. C'=0.1T. No entanto, nas densidades onde ocorre um aumento abrupto na lacuna de carga com a diminuição de 'T IND. C', essa uniformidade é mais pronunciada, possivelmente devido a uma comensurabilidade entre a distribuição dos elétrons na cadeia e a estrutura da super-rede. Para as funções de correlação de carga, que foram estudadas através do fator de estrutura, encontramos em alguns casos uma dependência em 'T IND. C' do período do ordenamento correspondente. / In the research field of strongly correlated electron systems, the Hubbard superlattice model has been used for explain and predict the behavior of heterostructures, such as magnetic multilayers, whose unusual properties differ from the properties of the analogous homogeneous counterpart. In this context, we have studied here the effects of introducing a new value for the hopping parameter, 'T IND. C', for electrons between different layers, E.G., we introduced a modulation in the electronic conduction between layers. We consider 'T IND. C' in the range 0.1T to T, where T is the hopping parameter for sites inside the layers. For the charge gap, we found a behavior that depends on the electronic density in the lattice. Local magnetic and electronic occupation on sites, generally, show a greater uniformity with decreasing 'T IND. C'. However, for electronic densities where is an abrupt increase in the charge gap for decreasing 'T IND. C', this uniformity is enhanced, probably due to a commensurability between the electronic distribution in the chain and the underlying superlattice structure. For the charge correlation functions, that were studied through their structure factor, we found in some cases a dependency in 'T IND. C' of the correlations oscillation period.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:07:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Adisserta.pdf: 620282 bytes, checksum: 42737bbc61b6415b2b23fa4670060fd4 (MD5) Previous issue date: 2009-04-14 / The Ferromagnetic Resonance (FMR) technique was used to study the magnetic anisotropy of NiFe/Ru multilayers. The FMR spectra and absorption fields of multilayers with Ru layers thickness bellow 20 Å are the same as that of single monolayer films. Evidence of the coupling between the magnetic layers also is given by the fact that for the sample with Ru thickness equal to 7 Å, in normal configuration of the applied static field, spin-wave resonance modes also are excited by the microwave field. The interlayer coupling constant obtained is equal to 1, 1 £ 10¡7 erg/cm. For the set of samples with different NiFe thicknees, the analysis of the effective magnetic anisotropy in terms of volume and surface contributions, gives KV = 3, 4 £ 106 erg/cm3 and KS = 1, 2 erg/cm2. / A técnica de Ressonância Ferromágnética (RFM) foi aplicada para estudar a anisotropia magnética de multicamadas NiFe/Ru. Os espectros de RFM e os campos de absorção das multicamadas com espessura da camada de Ru abaixo de 20 Å são os mesmos daqueles obtidos para um filme monocamada. Uma evidência do acoplamento entre as camadas magnéticas destas amostras é dada pelo fato de que para a multicamada com espessura de Ru igual a 7 Å, na configuração perpendicular ao campo estático aplicado, modos de ressonância de ondas de spin são também excitados pelo campo de microondas. A constante de acoplamento inter-camadas obtida é igual a 1, 1 £ 10¡7 erg/cm. Para o conjunto de amostras com espessura variável da camada de NiFe, a análise da anisotropia magnética efetiva em termos das contribuições de volume e superfície resultou em KV = 3, 4 £ 106 erg/cm3 e KS = 1, 2 erg/cm2

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:07:30Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7892_1.pdf: 3514006 bytes, checksum: 73e8881ef1a75df462c58bc246cf1b9d (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2004 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / As propriedades de condução elétrica em metais magnéticos podem ser alteradas pela manipulação dos momentos magnéticos intrínsecos dos elétrons. O efeito inverso, ou seja, a modificação das propriedades magnéticas através da manipulação da carga eletrônica, também é possível. O entendimento teórico e experimental destes fenômenos tem atraído a atenção dos Físicos e Engenheiros nos últimos anos e vem despertando interesse em aplicações tecnológicas. Este fato levou ao surgimento de uma área de pesquisa chamada de spintrônica ou magneto-eletrônica. Nesta dissertação de mestrado, são estudados efeitos de interação entre momentos magnéticos eletrônicos e portadores de carga elétrica em multicamadas metálicas magnéticas. Especificamente, investigamos a interação entre ondas de spin, geradas na ressonância ferromagnética, e propriedades de condução em tricamadas magnéticas. As amostras investigadas são do tipo Si(001)/FeCo/Ta/Py e Si (001)/Py/Ta/Co, onde Py=Ni81Fe19. Investigamos a geração de diferença de potencial DC, no plano e através das camadas da amostra, devido à excitação de ondas de spin (modo uniforme) na configuração do campo estático aplicado no plano do filme. A diferença de potencial, gerada na ressonância ferromagnética, é medida entre dois eletrodos. Para estas medidas dois tipos de eletrodos foram utilizados: pontas de tungstênio de dimensões de centenas de nanômetros, que são colocados perpendicularmente à superfície da amostra, e fios de cobre conectados à amostra com tinta de prata. A amostra é colocado em uma posição de máximo de campo magnético de rf, em uma cavidade retangular no modo TE102, ressonante em 8,6 GHz. A magnetização ressonante com a radiação incidente interage com os elétrons de condução do filme através da interação s-d. Essa interação cria uma redistribuição dos elétrons, que por sua vez, origina a diferença de potencial DC, medida na superfície da amostra. A intensidade da diferença de potencial medida apresenta uma dependência linear em função da potência de microondas incidente. Acreditamos que esta diferença de potencial seja induzida pela polarização de spins dos elétrons de condução ao interagir com a magnetização ressonante no modo uniforme. As características dos resultados obtidos indicam que pode haver uma superposição do fenômeno clássico de geração de tensão d.c. em filmes magnéticos com o fenômeno de origem quântica previsto por L. Berger em 1999 (Phys. Rev. B 59(17), 11465 (1999)

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:01:29Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2354_1.pdf: 6055782 bytes, checksum: 76375bee6f225ba09f816921ea89b485 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nesta dissertação desenvolvemos atividades de fabricação de filmes compostos de multicamadas magnéticas, caracterização de suas propriedades e interpretação fenomenológica dos resultados. Investigamos os efeitos de acoplamentos magnéticos que ocorrem em bicamadas do tipo ferromagneto/antiferromagneto (FM/AF) e em estruturas do tipo válvulas de spin, que são adequadas para investigar a superposição dos acoplamentos direto (exchange bias) e indireto (mediado pela camada não magnética). Todas as amostras investigadas neste trabalho foram fabricadas pela técnica de sputterin DC e RF e para caracterizar as propriedades estáticas e dinâmicas da magnetização utilizamos as técnicas de ressonância ferromagnética (FMR) e magnetoresistência (MR). As medidas de MR ao longo do eixo fácil permitiram medir a dependência do campo de exchange bias (HE) e do campo coercivo (HC) em função da temperatura. Ambos HE e HC mostram um crescimento monotônico à medida que a temperatura diminui. Para as medidas de ressonância ferromagnética levamos em consideração três diferentes mecanismos de relaxação para explicar a dependência angular da largura de linha em bicamadas FM/AF. A simetria das curvas H vs.H foi ajustada numericamente e verificamos a importância dos mecanismos de 2-mágnons e de flutuação dos eixos de anisotropia. Considerando as válvulas de spin, as análises de FMR mostraram a existência de dois picos de absorção correspondentes às ressonâncias das camadas livre e presa. Para espessuras grandes da camada separadora de rutênio, a camada livre apresenta uma dependência angular típica de um filme simples e a camada presa apresenta uma dependência típica de um acoplamento do tipo exchange bias. Para espessuras menores da camada de Ru verificamos o efeito da mudança do sinal do acoplamento indireto entre as camadas livre e presa. Estes resultados também foram confirmados pelas curvas de MR, obtidas ao longo do eixo de anisotropia e para diferentes espessuras da camada separadora. Medidas de ressonância ferromagnética feitas ao longo do eixo unidirecional com o campo aplicado paralelo e antiparalelo a direção de mínimo de energia, nos permitiram estudar o comportamento da largura de linha e do campo de ressonância em função da temperatura, fizemos também uma estimativa do campo de exchange bias para medidas de FMR em função da temperatura e comparamos os resultados com os obtidos por MR