Made available in DSpace on 2018-08-01T22:30:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_9481_Tese Final Tiago Pulce Bertelli.pdf: 6103803 bytes, checksum: 5bb14bb170d77cd5cb5b0a84ac6e5605 (MD5) Previous issue date: 2015-12-11 / Apresenta-se, neste trabalho, um estudo sistemático dos efeitos dos parâmetros experimentais [ângulo de deposição do feixe em relação ao substrato α (e/ou posição no substrato); velocidade de rotação do porta-substrato ω; campo magnético de deposição HD; temperatura do substrato TS] sobre os campos de anisotropias cúbica HKC, uniaxial HKU e de exchange bias HEB de filmes finos de Co e Gd, bicamadas de Co/IrMn e IrMn/Gd e tricamadas de Co/IrMn/Gd preparados pela técnica de magnetron sputtering. Usando a técnica de difração de raios-X, demonstrou-se que, independentemente dos valores dos parâmetros α, ω e HD, os filmes de Co crescem sobre a camada semente de Ta orientados na direção [111] com fase estrutural cúbica de face centrada fcc. Para os filmes de Gd, crescidos sobre o Ta, demonstrou-se que quanto maior o valor de TS maior a tensão interna na camada de Gd que, por sua vez, favorece a estabilização da fase fcc até a espessura de Gd tGd de 10 nm (anteriormente resultados da literatura reportavam valores de 4 nm). O aumento do valor de tGd ou a diminuição de TS provoca, nas camadas atômicas de Gd crescidas sobre o Ta, relaxação estrutural para a estrutura hexagonal compacta hcp. Com relação aos campos de anisotropias, obtidos pelas medidas de ressonância ferromagnética FMR, demonstrou-se que devido à deposição oblíqua α ≠ 0° pode-se controlar o campo de anisotropia uniaxial HKU do filme de Co, sendo que, para HD = 0, o máximo valor de HKU = 72 Oe para α = 55° e ω = 0 rpm. Combinando deposição oblíqua para valores baixos de α (22 ≤ α ≤ 40°) com diferentes velocidades de rotação ω (0, 30 e 40 rpm) do porta-substrato durante a deposição dos filmes de Co, controlam-se nas amostras anisotropias puramente cúbica HKC, puramente uniaxial HKU ou combinada HKC + HKU. Ainda dos resultados de FMR nos filmes de Co, demonstrou-se que o campo de anisotropia HKC ≅ 2,8 Oe permanece aproximadamente constante independentemente dos valores de α, ω e HD, enquanto que o campo de anisotropia HKU decresce linearmente com o aumento da velocidade de rotação ω a uma taxa de -0,35 Oe/rpm, (posição central: 15,7 ≥ HKU ≥ 1,4 Oe e extremidade do porta-substrato: 20,6 ≥ HKU ≥ 6,5 Oe, para o intervalo de 0 ≤ ω ≤ 40 rpm, respectivamente). Usando medidas de magnetometria, demonstrou-se que a fase fcc do Gd possui magnetização de 175 emu/cm3 e campo coercivo de 100 Oe, aproximadamente constantes em um amplo intervalo de temperatura (10 ≤ T ≤ 400 K), enquanto a fase hcp do Gd apresenta altos campo coercivo (HC = 480 Oe) e magnetização de saturação (MS = 640 emu/cm3). No caso das bicamadas Co/IrMn, verificou-se que a presença do campo de deposição HD (aplicado no plano do filme) aumenta significativamente o campo uniaxial HKU (13 → 33 Oe) e o de exchange bias HEB (33 → 55 Oe) quando preparam-se as amostras na posição central. Para os filmes produzidos nas extremidades do porta-substrato há um aumento ainda maior no valor de HKU (130%) devido à variação angular α durante a rotação do porta-amostra. Para as tricamadas, considerando também as amostras nas extremidades, o campo HKU sofre um aumento anômalo (~ 45 → ~ 220 Oe, 5 vezes), acompanhado por um aumento de 45% no valor do campo HEB (~ 55 → ~ 80 Oe) para a interface Co/IrMn, quando se cresce o Gd sobre a camada IrMn; fato ainda não compreendido.

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

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:01:32Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2358_1.pdf: 7656154 bytes, checksum: 50296b686724f8fcdc8c47714a7f3c0a (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Este trabalho tem o objetivo de relacionar as características microestruturais com as propriedades magnéticas em arranjos de nanofios ordenados depositados em membranas porosas de óxido de alumínio. Inicialmente é apresentado um estudo sobre a preparação das membranas e a posterior eletrodeposição dos fios no interior dos poros. A seguir são descritas as características morfológicas e microestruturais destes sistemas a partir de imagens de microscopia eletrônica e mapas de energia dispersiva. Um estudo sobre as propriedades magnéticas dos arranjos, a partir das curvas de magnetização e de ressonância ferromagnética em função do ângulo de aplicação do campo externo, mostra o caráter uniaxial da anisotropia magnética destes sistemas e o predomínio das interações desmagnetizantes. Como tentativa para relacionar propriedades magnéticas e estrutura cristalina, se apresentam dois modelos baseados em cadeias de elipsóides, devido ao caráter policristalino dos nanofios e fundamentados em trabalhos recentemente apresentados na literatura. Aplicam-se ademais, os modelos antes mencionados para relacionar os parâmetros microestruturais neles relatados com uma grandeza macroscópica, que no caso é a constante de anisotropia de superfície

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:07:04Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7808_1.pdf: 3436319 bytes, checksum: 92df402ab2afdc216030c3de9ff51c62 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2005 / Faculdade de Amparo à Ciência e Tecnologia do Estado de Pernambuco / Nesta dissertação de mestrado foram estudadas propriedades magnéticas e de transporte, em temperatura ambiente, de filmes e multicamadas metálicas de diferentes tipos, tais como: filmes simples, tricamadas acopladas, bicamadas ferromagnéticas/antiferromagnéticas e válvulas de spin. Os resultados experimentais foram interpretados de acordo com modelos fenomenológicos que levam em conta os termos mais relevantes da energia livre magnética do sistema. É feita uma revisão sucinta dos principais mecanismos que originam resistência elétrica em metais magnéticos, tais como resistência ôhmica, efeitos Hall, magnetoresistência anisotrópica (AMR), magnetoresistência gigante (GMR) e magneto-impedância gigante (GMI). São apresentadas, detalhadamente, as técnicas experimentais que foram desenvolvidas durante esta dissertação e que são utilizadas para obter as curvas de magnetoresistência. É feita uma comparação da sensibilidade entre as técnicas de magnetoresistência diferencial e DC. As propriedades de transporte de filmes finos de ferro monocristalino e de permalloy e cobalto policristalinos, depositados por sputtering, são caracterizadas. Nestes sistemas foi estudado o efeito da AMR e, especificamente no caso de ferro monocristalino, foram encontradas anomalias nas curvas de magnetoresistência que estariam associadas com a competição entre as energias Zeeman e de anisotropia magnética. A magnetoresistência também foi investigada na tricamada acoplada Fe(40Å)/Cr(31Å)/Fe(40Å), em função do ângulo no plano da amostra. Para esta espessura da camada de cromo, os acoplamentos bilinear e biquadrático, entre as camadas de ferro, são aproximadamente iguais. Isto introduz características nas curvas de magnetoresistência que só podem ser explicadas com a análise cuidadosa das posições de equilíbrio das magnetizações. Medidas de magnetoresistência em bicamadas acopladas por exchange bias e em válvulas de spin, também foram interpretadas levando-se em conta a energia livre magnética. As propriedades de transporte de válvulas de spin composta de Py(16Å)/Cu(t)/Py(16Å)/IrMn(500Å), para diferentes espessuras da camada de Cu, foram investigadas. O efeito da GMR foi investigado em função do ângulo no plano da amostra. O efeito da AMR também foi verificado nestas amostras. As curvar de magnetoresistência foram interpretadas de acordo com um modelo fenomenológico

Orientadora: Fanny Béron / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-28T23:44:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Soares_Gabriel_M.pdf: 11563028 bytes, checksum: 679e40dbf51a0c4198966c4f0eee8e20 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Desde a descoberta dos filmes finos magnéticos com anisotropia perpendicular, ou PMAs (Perpendicular Magentic Anisotropy, em inglês), se tornou possível aumentar drasticamente a densidade de dados em discos rígidos. Uma maneira de continuar a incrementar a densidade final de dados seria desalinhar o eixo de anisotropia uniaxial e o campo magnético de escrita. Para isso, necessita-se de materiais com anisotropia magnética intermediária, i.e, na qual o seu eixo fácil está entre a longitudinal ao plano e a sua perpendicular. A situação ótima seria com o eixo fácil a 450, teoricamente dobrando a densidade final. No entanto, fabricar grãos ou filmes com esta propriedade não é viável do ponto de vista industrial. Todavia, bicamadas podem ser utilizadas para imitar este comportamento, onde um filme com anisotropia longitudinal é depositado sobre um PMA. Além do mais, esta abordagem apresenta a possibilidade de maior velocidade de escrita. Bicamadas de CoCrPt/Ni podem ser utilizadas para este propósito, com a camada de CoCrPt como PMA e a de Ni com anisotropia longitudinal. O experimento de ressonância ferromagnética permite, a priori, resolver as contribuições de anisotropia de cada camada no sistema de bicamadas, juntamente com os mecanismos de amortecimento magnético. O objetivo principal desta dissertação de mestrado é introduzir os conceitos de experimentação e teoria desta técnica, e aplicá-los nas bicamadas de CoCrPt/Ni. Neste trabalho foram utilizados filmes já depositados por sputtering com 10 nm de Co66Cr22Pt12, seguidos de 5 a 40 nm de Ni, para investigar o efeito da camada com anisotropia longitudinal sobre o PMA. Um outro conjunto de amostras contém um espaçador de Ti entre as camadas magnéticas, a fim de se estudar a interação na interface entre elas. Os experimentos de ressonância foram realizados em varredura de frequência num analisador de rede vetorial com campos magnéticos aplicados longitudinais ou perpendiculares e numa cavidade de banda X (9,54GHZ) em função da orientação do campo aplicado. Foi verificado qualitativamente o decréscimo da energia de anisotropia longitudinal com menores espessuras de Ni nas bicamadas. No entanto, não foi possível observar a linha de absorção da camada de CoCrPt, e consequentemente, encontrar unequivocamente as constantes de anisotropia do sistema, muito menos confirmar o comportamento multiaxial encontrado. Não obstante, foi confirmado a natureza de curto alcance da interação entre as camadas. Nova experimentação em outras bandas de frequência é necessária, afim de identificar a absorção do CoCrPt. Uma perspectiva futura interessante é o estudo da largura de linha e o amortecimento magnético do sistema devido a interação envolvida / Abstract: Since the advent of perpendicular magnetic anisotropy media, or PMAs, it was possible to greatly enhance the data density of hard drives. A method to push forward the data density increase is to misalign the anisotropy and applied field axes. This can be achieved by tilted media, i.e., in which the anisotropy axis lays somewhere between in-plane (IP) and out-of-plane (OOP). The optimal condition is with the axis tilted by 45\textsuperscript{0}. However, produce this kind of material is not practible at industrial scale. Thus, composite media can be used to mimic this behavior, where an in-plane anisotropy media is deposited on top of a PMA. Nonetheless, this approach allows to reach faster switching rates. CoCrPt/Ni bilayers may be used for this purpose, with the CoCrPt serving as the PMA and the Ni as the IP anisotropy layer. The ferromagnetic resonance experiment (FMR) can be used to obtain information about the magnetic anisotropy, being able to characterize its constant for each layer in the bilayer system, together with the damping mechanisms. Therefore, the main goal of this master thesis is to introduce the FMR theory and experimentation and apply them in this system. The used films were already deposited by sputtering with 10 nm of Co.66Cr.24Pt.12 under a 5 to 40 nm Ni layer. Another set of samples with a Ti layer between the magnetic layers provides information of the interface coupling. The FMR experiments were partly performed in a broadband vector network analyzer (VNA) with applied magnetic fields IP or OOP, and in a X-band (9,54 GHz) cavity as function of the orientation of the applied magnetic field. It was qualitatively verified a decrease of the longitudinal magnetic anisotropy energy as a function of the Ni thickness in the bilayer system. However, the CoCrPt single layer absorption could not be observed, making it impossible to unequivocally identify each anistropy constant. Nonetheless, the short-range nature of the coupling was confirmed. Further experimentation in higher frequencies is needed in order to find the CoCrPt absorption. Also, promising effects in the damping mechanism due to the coupling are expected / Mestrado / Física / Mestre em Física / 2013/1186360 / CAPES

Submitted by Luanna Matias (lua_matias@yahoo.com.br) on 2015-03-03T12:00:09Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Márcio Solino Pessoa - 2010.pdf: 12461291 bytes, checksum: b86ea188061427a6c53a1664bfbc3419 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-03-04T11:04:51Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Márcio Solino Pessoa - 2010.pdf: 12461291 bytes, checksum: b86ea188061427a6c53a1664bfbc3419 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-04T11:04:51Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Márcio Solino Pessoa - 2010.pdf: 12461291 bytes, checksum: b86ea188061427a6c53a1664bfbc3419 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2010-04-08 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The ferromagnetic resonance (FMR) technique at the microwave frequencies of X-band (9.79 GHz) and Q-band (34 Ghz) was used to study, at room temperature, the magnetic anisotropy of Fe/Mn/Fe trilayers. The samples studied were grown by molecular beam epitaxy onto MgO substrates at the temperatures of 50 ° C, 150 ° C and 175 ° C, at the pressure of 4 x 10-11 Torr. The thicknesses of the distinct layers were 5 or 10 nm for the bottom Fe layer grown onto the MgO substrate, varied from 0.8 to 1.35 nm, for the Mn spacer layer, and was kept constant and equal to 5 nm, for the top Fe layer. The FMR spectra of the symmetrical trilayer at X and Q-band microwave frequencies show only the uniform resonance mode. Asymmetrical trilayers also show non resonant and/or non aligned modes at X-band frequency, but only the uniform mode at Q-band frequency. For some samples this result gives evidence of a non-collinear coupling between the Fe layers in the presence of low intensity magnetic fields. The out-of-plane angular dependence of the absorption fields show that the magnetization for all trilayers studied is in the plane of the sample. The magnetic anisotropy was deduced from the in-plane angular dependence of the uniform resonance mode at Q-band frequency, taking the free energy of the magnetic system as the result of contributions from Zeeman, demagnetizing, and in-plane cubic magnetocrystalline anisotropy energies. Fourfold in-plane anisotropy fields of 600 Oe and effective magnetizations above 16000 G were observed. The set of results obtained shows the high sensitivity and versatility of the FMR technique to study the magnetic properties of epitaxially grown monocrystalline nanometric structures. / A técnica de Ressonância Ferromagnética (RFM) nas frequências de micro-ondas de banda-X (9.79 GHz) e banda-Q (34 GHz) foi usada para estudar, à temperatura ambiente, a anisotropia magnética de tricamadas de Fe/Mn/Fe. As amostras estudadas foram crescidas por epitaxia de feixe molecular sobre substratos de MgO nas temperaturas de 50° C, 150° C e 175° C, à pressão de 4 x 10-11 Torr. A espessura da camada de Fe crescida sobre o MgO foi de 5 ou 10 nm, variou de 0.8 a 1.35 nm, para a camada separadora de Mn e foi mantida constante e igual a 5 nm, para a camada superior de Fe. Os espectros de RFM para a tricamada simétrica em bandas X e Q apresentam apenas o modo uniforme de ressonância. As tricamadas assimétricas apresentam também modos não ressonantes e/ou não alinhados em banda-X, mas apenas o modo uniforme em Banda-Q. Para algumas amostras, isto implica em um acoplamento não colinear entre as camadas de Fe na presença de campos magnéticos de baixa intensidade. A dependência angular do campo de ressonância fora do plano da amostra indica, para todas as amostras, que a magnetização se encontra no plano do filme. A anisotropia magnética das tricamadas foi deduzida a partir do estudo da dependência angular do campo de ressonância no plano da amostra, em banda-Q, tendo a energia livre do sistema contribuições de energias Zeeman, de desmagnetização e magnetocristalina cúbica. Campos de anisotropia cúbica da ordem de 600 Oe e magnetização efetiva superior a 16000 G foram observados. O conjunto dos resultados obtidos mostra a alta sensibilidade e versatilidade da técnica de RFM para estudar as propriedades magnéticas de estruturas monocristalinas nanométricas crescidas epitaxialmente.

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

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2014-11-17T19:47:57Z No. of bitstreams: 2 Tese - Marcos Antonio de Sousa - 2013.pdf: 3239702 bytes, checksum: ac8fe1a06dac049cc609054fe4412a9d (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2014-11-17T19:48:11Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Marcos Antonio de Sousa - 2013.pdf: 3239702 bytes, checksum: ac8fe1a06dac049cc609054fe4412a9d (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-17T19:48:11Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Marcos Antonio de Sousa - 2013.pdf: 3239702 bytes, checksum: ac8fe1a06dac049cc609054fe4412a9d (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2013-06-27 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / This work reports the study of the phenomenon of exchange bias in NiFe/IrMn bilayers and NiFe/IrMn/Co trilayers. In the NiFe/IrMn bilayers, ferromagnetic resonance experiments at X and Q bands microwave frequencies reveal that spin wave and NiFe resonance modes are excited by the oscillating microwave field. Angular variations of the absorption fields in the plane of the films for both resonance modes shows the effect of the unidirectional anisotropy field, whose intensity is twice larger for the spin wave mode, due to an additional contribution of an unidirectional surface anisotropy. The experiments also indicate the presence of a uniaxial anisotropy of the NiFe layer, apparently dependent on the applied magnetic field. The magnetic parameters of both resonance modes were deduced considering a generalized phenomenological model which also includes the contribution of a rotatable anisotropy. In the NiFe/IrMn/Co trilayers, the angular variations of the resonance field in the plane of the films reveal the effect of the unidirectional anisotropy field for both independent resonance modes of NiFe and Co layers. The ferromagnetic resonance results combined with magnetometry data show that the exchange bias phenomenon at the NiFe/IrMn interface influences the same phenomenon at the IrMn/Co interface, and that this effect must be mediated by a spiral structure of spins across the IrMn antiferromagnetic layer. For both systems studied, the values of the exchange bias field deduced from the ferromagnetic resonance experiments are consistent with the values given by magnetization measurements. / Este trabalho relata o estudo do fenômeno de exchange bias em bicamadas NiFe/IrMn e tricamadas NiFe/IrMn/Co. Nas bicamadas NiFe/IrMn, experimentos de ressonância ferromagnética, em Bandas X e Q de frequência de micro-ondas, revelam que um modo de ressonância de ondas de spin e o modo de ressonância da camada de NiFe são excitados pelo campo oscilante de micro-ondas. Variações angulares dos campos de absorção no plano dos filmes mostram para os dois modos de ressonância o efeito do campo de anisotropia unidirecional, cuja intensidade é duas vezes maior para o modo de onda de spin, devido a uma contribuição adicional de uma anisotropia de superfície unidirecional. Os experimentos indicam também a presença de uma anisotropia uniaxial da camada de NiFe, aparentemente dependente do campo magnético aplicado. Os parâmetros magnéticos dos dois modos de ressonância foram deduzidos considerando um modelo fenomenológico generalizado que inclui também a contribuição de uma anisotropia rodável. Nas tricamadas NiFe/IrMn/Co, as variações angulares de campo de ressonância no plano dos filmes revelam o efeito do campo de anisotropia unidirecional sobre os modos de ressonância independentes das camadas de NiFe e Co. Os resultados de ressonância ferromagnética combinados com os dados de magnetometria, mostram que o fenômeno de exhange bias na interface NiFe/IrMn influencia o mesmo fenômeno na interface IrMn/Co, e que esta influência deve ser mediada por uma estrutura espiral de spins através da camada antiferromagnética de IrMn. Para os dois sistemas estudados, os valores do campo de exchange bias dados pelos experimentos de ressonância ferromagnética estão de acordo com os valores fornecidos por medidas de magnetização.

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2015-01-16T17:15:31Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Tese - Márcio Solino Pessoa - 2013.pdf: 3016321 bytes, checksum: 0475321bc8fda0cf44f37f4a946b3725 (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2015-01-16T17:30:10Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Tese - Márcio Solino Pessoa - 2013.pdf: 3016321 bytes, checksum: 0475321bc8fda0cf44f37f4a946b3725 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-01-16T17:30:10Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Tese - Márcio Solino Pessoa - 2013.pdf: 3016321 bytes, checksum: 0475321bc8fda0cf44f37f4a946b3725 (MD5) Previous issue date: 2013-06-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This work reports the study of magnetic anisotropy of Fe/Mn bilayers, and Fe/Mn/Fe and Fe/Mn/Co trilayers, grown by molecular beam epitaxy onto monocrystalline MgO(001) substrates. Samples were produced with the Fe layer grown at a temperature of 175 ° C, with a thickness of 5 or 10 nm, the Co layer grown at 50 ° C, with a thickness of 2 or 5 nm, and the Mn layer grown at temperatures of 50 ° C, 150 ° C or 175 ° C, with thicknesses in the range from 0.80 to 2.20 nm. The angular variations of the in-plane absorption field, at Q-band (33.9 Ghz) microwave frequency, reveal the presence of a large four-fold magnetic anisotropy in all studied films. In samples with thicker Mn layers, two uniform resonance modes of bcc-Fe and bcc-Co layers are excited by the microwave field. The angular variations of the in-plane absorption field reveal for both layers the presence of fourth order cubic magnetic anisotropy. Films with the Mn layer thickness exceeding 1.16 nm exhibits, however, only a single absorption mode due to the overlapping of Fe-bcc and Co-bcc uniform resonance modes. Experiments at X-band (9.4 GHz) microwave frequency reveal the excitation of non-aligned and non-resonant modes, suggesting, for samples with the Mn layer grown at low temperature, a non-collinear coupling between the magnetic layers in the presence of low-intensity magnetic fields. Four-fold magnetic anisotropy constants in the range from 3.0 x 105 to 4.8 x 105 erg/cm3 for the Fe layer, and from 2.0 x 105 to 6.4 x 105 erg/cm3, for the Co layer, are given by the experiments. The magnetic parameters deduced from the in-plane measurements at Q-band microwave frequency are used to fit the in-plane and out-of-plane angular variations of resonance fields at X-band frequency. / Este trabalho relata o estudo da anisotropia magnética em bicamadas Fe/Mn, e tricamadas Fe/Mn/Fe e Fe/Mn/Co, crescidas por epitaxia de feixe molecular sobre substratos monocristalinos de MgO (001). As amostras foram produzidas com a camada de Fe crescida à temperatura de 175°C, com espessura de 5 ou 10 nm, a camada de Co crescida à temperatura de 50°C, com espessura de 2 ou 5 nm, e a camada de Mn crescida a temperaturas de 50°C, 150°C ou 175°C, com espessuras na faixa de 0.80 a 2.20 nm. As variações angulares do campo de ressonância no plano dos filmes, em banda-Q (33.9 GHz) de frequência de micro-ondas, revelam a presença de anisotropia magnética cúbica de quarta ordem em todas as amostras estudadas. Para as tricamadas Fe/Mn/Co com menores espessuras da camada de Mn, os modos uniformes de ressonância de Fe e de Co, são excitados pelo campo oscilante de micro-ondas. As variações angulares de campo de ressonância no plano dos filmes revelam a presença de anisotropia magnética de quarta ordem nas duas camadas. Filmes com camada de Mn com espessura superior a 1.16 nm apresentam, entretanto, apenas um modo uniforme de ressonância, atribuído à sobreposição dos modos uniformes de ressonância das camadas de Fe-bcc e de Co-bcc, como resultado de efeitos de interface que reduzem a diferença entre as magnetizações efetivas das duas camadas. Experimentos em banda-X (9.4 GHz) de frequência de micro-ondas revelam a presença de modos não alinhados e não ressonantes, sugerindo, para amostras com camada de Mn crescida em baixa temperatura, um acoplamento não colinear entre as camadas magnéticas na presença de campo magnético de baixa intensidade. Constantes de anisotropia cúbica de 3.0 x 105 a 4.8 x 105 erg/cm3 para a camada de Fe, e de 2.0 x 105 a 6.4 x 105 erg/cm3, para a camada de Co, são deduzidos dos experimentos. Os parâmetros magnéticos deduzidos das variações angulares do campo de ressonância no plano das amostras, em banda-Q de frequência de micro-ondas, são usados para simular em banda-X as variações angulares do campo de ressonância no plano e fora do plano dos filmes.

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:05:16Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo583_1.pdf: 3519016 bytes, checksum: af82ef1f843e970904d021ee07d4e197 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Nesta dissertação serão descritos a preparação e caracterização de filmes finos e multicamadas magnéticas nos quais foram induzidas fortes anisotropias uniaxiais durante o processo de fabricação. Para induzir anisotropias uniaxiais utilizamos o crescimento dos filmes em condições de sputtering oblíquo variando o ângulo de incidência entre o feixe de partículas e o substrato de 0o a 70o. Foram investigados filmes policristalinos de Permalloy (Py) (Ni81Fe19) crescidos sobre substratos de Si(001), filmes monocristalinos de ferro crescidos sobre substratos de MgO(001) e bicamadas do tipo exchange-bias com a composição Py/IrMn. Além do crescimento oblíquo, em alguns filmes foi aplicado um pequeno campo magnético externo durante o processo de fabricação. Como as taxas de crescimento dos filmes dependem do tipo de material e do ângulo de inclinação (), tivemos que calibrar as taxas de deposição utilizando a técnica de microscopia por força atômica. As propriedades magnéticas foram caracterizadas pelas técnicas de ressonância ferromagnética (FMR) e magnetometria por efeito Kerr magneto-óptico (MOKE). As dependências angulares do campo de FMR e da largura de linha dão informações sobre as anisotropias presentes nas amostras e sobre os processos de relaxação ferromagnética, respectivamente. Verificamos que o processo de deposição oblíquo induz uma anisotropia uniaxial cujo valor de campo varia de 0 a centenas de Oe em filmes de Py. O efeito desta forte anisotropia se reflete diretamente nos mecanismos de relaxação ferromagnética. Verificamos que para pequenos valores do ângulo de deposição  ≤ 30o apenas o mecanismo de relaxação de Gilbert está presente nos filmes de Py. Para ângulos intermediários aparece o mecanismo de dois mágnons e para ângulos  acima de 60 graus aparecem mecanismos de relaxação associados a flutuações dos campos internos de anisotropia. A dependência angular do campo de FMR dos filmes de Fe(001) investigados nesta dissertação apresentam uma simetria típica de anisotropia cúbica. As dependências angulares das larguras de linha dos filmes Fe(001) apresentam uma forte dependência com os mecanismos de relaxação. Neste caso também identificamos claramente os efeitos dos diversos mecanismos de relaxação que se superpõem. Todos os dados experimentais foram interpretados por um modelo fenomenológico que leva em consideração os termos relevantes da energia livre magnética Os parâmetros fenomenológicos extraídos dos ajustes da dependência angular do campo de FMR foram utilizados para interpretar a dependência angular da linha de FMR. As medidas de curvas de magnetização também foram interpretadas pelo mesmo modelo e estão de acordo com as medidas dinâmicas realizadas por FMR