Made available in DSpace on 2014-12-17T15:14:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ThatyaraFS_TESE.pdf: 2261024 bytes, checksum: 74bab2a80598c4c57b40e93ffcf6b1e1 (MD5) Previous issue date: 2010-10-21 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / We present a study of nanostructured magnetic multilayer systems in order to syn- thesize and analyze the properties of periodic and quasiperiodic structures. This work evolved from the deployment and improvement of the sputtering technique in our labora- tories, through development of a methodology to synthesize single crystal ultrathin Fe (100) films, to the final goal of growing periodic and quasiperiodic Fe/Cr multilayers and investi- gating bilinear and biquadratic exchange coupling between ferromagnetic layer dependence for each generation. Initially we systematically studied the related effects between deposition parameters and the magnetic properties of ultrathin Fe films, grown by DC magnetron sput- tering on MgO(100) substrates. We modified deposition temperature and film thickness, in order to improve production and reproduction of nanostructured monocrystalline Fe films. For this set of samples we measured MOKE, FMR, AFM and XPS, with the aim of investi- gating their magnocrystalline and structural properties. From the magnetic viewpoint, the MOKE and FMR results showed an increase in magnetocrystalline anisotropy due to in- creased temperature. AFM measurements provided information about thickness and surface roughness, whereas XPS results were used to analyze film purity. The best set of parame- ters was used in the next stage: investigation of the structural effect on magnetic multilayer properties. In this stage multilayers composed of interspersed Fe and Cr films are deposited, following the Fibonacci periodic and quasiperiodic growth sequence on MgO (100) substrates. The behavior of MOKE and FMR curves exhibit bilinear and biquadratic exchange coupling between the ferromagnetic layers. By computationally adjusting magnetization curves, it was possible to determine the nature and intensity of the interaction between adjacent Fe layers. After finding the global minimum of magnetic energy, we used the equilibrium an- gles to obtain magnetization and magnetoresistance curves. The results observed over the course of this study demonstrate the efficiency and versatility of the sputtering technique in the synthesis of ultrathin films and high-quality multilayers. This allows the deposition of magnetic nanostructures with well-defined magnetization and magnetoresistance parameters and possible technological applications / Nesta tese apresentamos um estudo desenvolvido em sistemas magn?ticos de multica-madas nanoestruturadas, com o objetivo principal voltado a s?ntese e an?lise das propriedades de estruturas peri?dicas e quasiperi?dicas. Este trabalho evolui desde a implanta??o e o dom?nio da t?cnica de sputtering em nossos laborat?rios, passando pelo desenvolvimento de uma metodologia para a s?ntese de filmes nanom?tricos monocristalinos de Fe (100), at? o objetivo final de crescer multicamadas do tipo Fe/Cr peri?dicas e quasiperi?dicas e analisar o comportamento do acoplamento entre as camadas ferromagn?ticas de acordo com a gera??o da amostra. Primeiramente estudamos de maneira sistematica os efeitos relacionados entre os par?metros de deposi??o e as propriedades magn?ticas de filmes nanom?tricos de Fe, crescidos por DC sputtering em substrato de MgO (100). Variamos par?metros como a temperatura de deposi??o e a espessura dos filmes, com o prop?sito de dominar o processo de produ??o e reprodu??o de filmes nanoestruturados monocristalinos de Fe. Nesta s?rie de amostras foram realizadas medidas de MOKE, FMR, AFM e XPS, a fim de investigar suas propriedades magnetocristalinas e estruturais. Do ponto de vista magn?tico, os resultados de MOKE e FMR revelaram um crescimento da anisotropia magnetocristalina decorrente do aumento da temperatura. As medidas de AFM forneceram informa??es a respeito da espessura e rugosidade da superf?cie, enquanto que os resultados de XPS foram utilizados na an?lise da pureza da composi??o dos filmes. O melhor conjunto de par?metros foi utilizado na etapa seguinte, a investiga??o do efeito estrutural nas propriedades magn?ticas das multicamadas. Nesta etapa foram depositadas multicamadas compostas por filmes de Fe e Cr intercalados, seguindo seq??ncia de crescimento peri?dica e quasiperi?dica de Fibonacci, em substrato de MgO (100). O comportamento das curvas obtidas por MOKE e FMR e- videnciaram a presen?a do acoplamento de troca entre as camadas ferromagn?ticas. Atrav?s do ajuste computacional realizado para as curvas de magnetiza??o, foi poss?vel determinar a natureza e a intensidade da intera??o entre as camadas adjacentes de Fe. Ap?s minimizar numericamente a energia magn?tica total que descreve o comportamento do sistema, utiliza-se os ?ngulos de equil?brio para obter curvas de magnetiza??o e magnetoresist?ncia. O conjunto de resultados obtidos ao longo do desenvolvimento deste trabalho demonstram a efici?ncia e versatilidade da t?cnica de sputtering na s?ntese de filmes ultrafinos e multicamadas de alta qualidade. Permitindo inclusive a deposi??o de nanoestruturas magn?ticas que apresentaram patamares bem definidos de magnetiza??o e magnetoresist?ncia com possibilidade de aplica??o tecnol?gica

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-06-10T19:03:35Z No. of bitstreams: 1 UbiratanCorreiaSilva_TESE.pdf: 29378655 bytes, checksum: 1c6a0b8bc21d1601438ddbfc07854def (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-06-13T20:18:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 UbiratanCorreiaSilva_TESE.pdf: 29378655 bytes, checksum: 1c6a0b8bc21d1601438ddbfc07854def (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-13T20:18:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 UbiratanCorreiaSilva_TESE.pdf: 29378655 bytes, checksum: 1c6a0b8bc21d1601438ddbfc07854def (MD5) 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.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:14:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ClaudionorGB_capa_ate_pag106.pdf: 4838802 bytes, checksum: f466b094fdd0062406ecc2cba033657c (MD5) Previous issue date: 1999-11-05 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Neste trabalho investigamos estruturas magn?ticas que apresentam as chamadas desordens determin?sticas. Especificamente, sistemas de super-redes magn?ticas e filmes finos magn?ticos que s?o constru?dos obedecendo ?s sequ?ncias quasi peri?dicas de Fibonacci, per?odo duplo, Thue-Morse e Rudin-Shapiro. O principal interesse de nosso estudo foi investigar o efeito da quasiperiodicidade nas propriedades f?sicas dos sistemas citados acima. No caso das super-redes magn?ticas quasiperi?dicas , mostramos o efeito da quasiperiodicidade nas bandas de volume atrav?s do espectro de ondas de spin. Entre estes efeitos destacamos: (i) a localiza??o das bandas de volume que, no limite de altas gera??es das v?rias sequ?ncias, se tornam conjuntos de Cantor; (ii) as leis de escala entre a largura total das bandas de volume e o n?mero de camadas que comp?em a c?lula unit?ria; e (iii) o comportamento multifractal das bandas de volume evidenciado pelo aspectro de singularidades f (?) . No caso dos filmes finos magn?ticos quasiperi?dicos, podemos destacar dois efeitos: (i) o surgimento de novas fases magn?ticas que n?o est?o presentes quando o arranjo ? peri?dico; e (ii) a depend?ncia da autosimilaridade das curvas de magnetoresist?ncia na intensidade relativa do acoplamento biquadr?tico. Neste ?ltimo ponto em particular, o padr?o autosimilar da magnetoresist?ncia, no que chamamos v?lvulas de spin quasiperi?dicas, origina patamares definidos de magnetoresist?ncia que podem ser de interesse tecnol?gico em sistemas de leitura e grava??o magn?ticos