Submitted by Biblioteca do Instituto de Física (bif@ndc.uff.br) on 2017-03-27T19:05:26Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese _ficha cartalografica.pdf: 12047542 bytes, checksum: 15c5c46a6007c1cf0e93d34e697f4e96 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-27T19:05:26Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese _ficha cartalografica.pdf: 12047542 bytes, checksum: 15c5c46a6007c1cf0e93d34e697f4e96 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho estudamos o comportamento ferromagnético de uma série de multicamadas de ZnO/MT com MT = Fe, CoFe, NiFe. Este tipo de sistemas é importante por suas aplicações na spintrônica; cálculos teóricos em multicamadas de ZnO/Co fixando a espessura da camada do ZnO em 5 nm, mostram que estas estruturas podem ter até 100% de polarização de spin. As multicamadas com estrutura [ZnO(5nm)/MT(t)]x6 foram crescidas por magnetron sputtering variando a espessura do MT numa série de valores t = 0,3; 0,4; 0,6; 0,8 e 1,0 nm. A estrutura cristalográfica foi analisada com um difratômetro de raios-X (DRX), revelando um crescimento preferencial no plano (002) do ZnO e mostrando um alargamento de linha e picos satélites. A topografia foi analisada com um microscópio de força atômica (AFM), e revela uma relação entre a espessura do MT com as imperfeições da superfície. A resposta magnética estática foi analisada com um magnetômetro de amostra vibrante (VSM) obtendo curvas de magnetização em função do campo (M vs. H) e curvas de magnetização em função da temperatura (M vs. T) pelo método de medidas de zero field cooling (ZFC) e field cooling (FC). As formas das curvas de histerese revelam a mudança da serie, de um filme com interação dipolar forte a um sistema de nanopartículas não interagentes dependendo da “concentração” do MT na multicamada; as medidas de ZFC/FC confirmam que a ordem ferromagnética é favorecida quanto maior é a espessura depositada do MT. A resposta magnética dinâmica foi analisada por espectroscopia de ressonância ferromagnética (FMR), e revela o decrescimento do campo de ressonância na serie, devido á anisotropia de forma, mostrando uma mudança do eixo fácil da magnetização do plano para a perpendicular. Análise química foi feita por espectroscopia de fotoemisão de raios-X, e revela a formação de fases mistas (íons) coexistindo com o MT; e por último medidas de transmitância revelam a existência de um pico plasmon na faixa de 250 – 340 nm. Estes picos de plasmon são característicos de sistemas dielétricos com nanopartículas. O tratamento térmico de 6000C por 2 horas em vácuo da multicamada [ZnO(5nm)/Fe(t)]x6 teve a finalidade de incrementar a espessura do semicondutor magnético diluído (SMDs) na multicamada, mediante a difusão do MT na rede do ZnO; estes sistemas revelam uma mudança nas suas propriedades estruturais e magnéticas e possivelmente o aparecimento do SMDs, devido a que seu comportamento magnético não corresponde a de um filme nem a de um sistema granular. / In this work we study the ferromagnetic behavior of a series of multilayer ZnO / MT with MT = Fe, CoFe, NiFe. Such systems are important for applications in spintronics: theoretical calculations in multilayer of ZnO/Co with fixed ZnO thickness of 5 nm show that these structures can have up to 100% spin polarization. The multilayers with structure of [ZnO (5nm) / MT (t)] x6 were grown by means of magnetron sputtering varying the thickness of the MT with the values of t = 0,3; 0,4; 0,6; 0,8 and 1, 0 nm. The crystallographic structure is analyzed by X-ray diffractometer (XRD) and the results revealed a preferential growth of ZnO along (002) plane, enlargement of the width of the peaks and existence of satellite peaks. The topography is analyzed with the atomic force microscope (AFM) and it reveals a relationship between the thicknesses of the MT layers and the surface imperfections. The static magnetic response was analyzed with a vibrating sample magnetometer (VSM) and magnetization curves as a function of field (M vs. H) and as a function of temperature (Mvs. T) using the zero field cooling measurements (ZFC) and field cooling (FC) were obtained. The shapes of hysteresis curves show the changes of a film with strong dipolar interactions to a system of non-interacting nanoparticles according to the "concentration" of MT in the multilayer. Measurements of ZFC / FC M-T curves confirm that the ferromagnetic order is favored in the samples with thicker deposited MT layers. The dynamic magnetic response was analyzed by ferromagnetic resonance spectroscopy (FMR) and it shows the decrease of the resonance field in the series, which is due to the shape anisotropy, showing a change of the easy axis of magnetization from in plane to the perpendicular of the plane. The chemical analysis is done by X-ray photoemission spectroscopy (XPS) and the result shows the formation of mixed phases (ions) of the MT. Transmittance measurements reveal the existence of a peak of plasmon in the range of 250 to 340 nm. These peaks of plasmon are characteristic dielectric systems with nanoparticles. Heat treatment for the sample of [ZnO (5nm) / Fe (t)] x6 has been done at 600oC for 2 hours in vacuum in order to increase the thickness of diluted magnetic semiconductor (SMDs) layers in the multilayer system due to the diffusion process of MT atoms. These systems show changes in their structural and magnetic properties, which can be due to the appearance of SMDs since the magnetic behavior does not match to a film or to a granular system.