Made available in DSpace on 2015-03-03T15:16:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GustavoOGR_TESE.pdf: 4343698 bytes, checksum: a4b41d45bb34a903cd9f26e5972e84da (MD5) Previous issue date: 2010-02-26 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / We report a theoretical investigation of the magnetic phases and hysteresis of exchange biased ferromagnetic (F) nanoelements for three di erent systems: exchange biased nanoparticles, exchange biased narrow ferromagnetic stripes and exchange biased thin ferromagnetic lms. In all cases the focus is on the new e ects produced by suitable patterns of the exchange energy coupling the ferromagnetic nanoelement with a large anisotropy antiferromagnetic (AF) substrate. We investigate the hysteresis of iron and permalloy nanoparticles with a square basis, with lateral dimensions between 45 nm and 120 nm and thickness between 12 nm and 21 nm. Interface bias is aimed at producing large domains in thin lms. Our results show that, contrary to intuition, the interface exchange coupling may generate vortex states along the hysteresis loop. Also, the threshold value of the interface eld strength for vortex nucleation is smaller for iron nanoelements. We investigate the nucleation and depinning of an array of domain walls pinned at interface defects of a vicinal stripe/AF bilayer. The interface exchange eld displays a periodic pattern corresponding to the topology of the AF vicinal substrate. The vicinal AF substrate consists of a sequence of terraces, each with spins from one AF subalattice, alternating one another. As a result the interface eld of neighboring terraces point in opposite direction, leading to the nucleation of a sequence of domain walls in the ferromagnetic stripe. We investigated iron an permalloy micrometric stripes, with width ranging from 100 nm and 300 nm and thickness of 5 nm. We focused in domain wall sequences with same chirality and alternate chirality. We have found that for 100nm terraces the same chiraility sequence is more stable, requiring a larger value of the external eld for depinning. The third system consists of an iron lm with a thickness of 5 nm, exchange coupled to an AF substrate with a periodic distribution of islands where the AF spins have the opposite direction of the spins in the background. This corresponds to a two-sublattice noncompensated AF plane (such as the surface of a (100) FeF2 lm), with monolayer-height islands containing spins of one sublattice on a surface containing spins of the opposite sublattice. The interface eld acting in the ferromagnetic spins over the islands points in the opposite direction of that in the spins over the background. This a model system for the investigation of interface roughness e ects. We have studied the coercicivity an exchange bias hysteresis shift as a function of the distance between the islands and the degree of interface roughness. We have found a relevant reduction of coercivity for nearly compensated interfaces. Also the e ective hysteresis shift is not proportional to the liquid moment of the AF plane. We also developed an analytical model which reproduces qualitatively the results of numerical simulations / Apresentamos neste trabalho uma investiga??o te?rica de fases magn?ticas e histereses de sistemas ferromagn?ticos (F) acoplado a um substrato antiferromagn?tico (AF), conhecido na literatura como sistema de Exchange Bias de tr?s diferentes sistemas: part?cula, fita e filme, acoplados a um substrato antiferromagn?tico altamente anisotr?pico. Estudamos histereses de nanopart?culas de ferro e permalloy com base quadrada, dimens?o lateral entre 45 nm e 120 nm e espessura entre 12 nm e 21 nm. O substrato AF ? normalmente usado para estabilizar magneticamente estes tipos de part?culas de modo que a mesma seja sempre monodom?nio, no entanto contr?rio a intui??o, o acoplamento com o substrato AF pode gerar estados magn?ticos tipo v?rtice na nanopat?culas ao longo da curva de magnetiza??o. Tamb?m identificamos que o valor do acoplamento de interface para a nuclea??o de v?rtice ? menor para nanoelementos de Ferro. Investigamos a nuclea??o e o campo de desprendimento de uma sequ?ncia de paredes de dom?nio geradas por defeitos de uma interface AF vicinal em uma bicamada F/AF. O acoplamento com a interface AF apresenta um campo de troca com a fita F que muda periodicamente ao longo da fita correspondendo a topologia de um substrato vicinal. O substrato AF vicinal consiste em uma sequ?ncia de terra?os, cada um com spins de diferentes subredes do AF alternadamente. Como resultado deste acoplamento de interface, temos terra?os na fita com magnetiza??o em dire??es opostas, isto pode gerar uma sequ?ncia de paredes de dom?nio ao longo da fita ferromagn?tica. Estudamos fitas microm?tricas de ferro e permalloy com largura entre 100 e 300 nan?metros e espessura de 5 nm. Neste trabalho enfatizamos em duas configura??es poss?veis de sequ?ncias de paredes de dom?nio: a primeira onde o ?ngulo entre os momentos magn?ticos ao longo da fita sempre aumenta, mesma quiralidade, e no caso da quiralidade alternada os ?ngulos aumentam e diminuem para cada parede periodicamente ao longo da fita. Encontramos que para terra?os de 100 nm a sequ?ncia de paredes com a mesma quiralidade ? mais est?vel, requerendo um maior campo magn?tico externo para desfazer esta configura??o das paredes. O terceiro sistema consiste de um filme de Ferro com espessura de 5 nm. Neste caso o acoplamento de interface com sinais opostos acontece devido ? presen?a de defeitos com altura de uma monocamada AF, formando ilhas onde o acoplamento F/AF apresenta-se oposto as regi?es subsequentes, estas ilhas se distribuem periodicamente ao longo de todo sistema. Este ? um modelo para estudar rugosidade em interface F/AF. Fizemos um estudo de coercividade e deslocamento de histerese como fun??o da dist?ncia entre as ilhas e do grau de rugosidade da interface AF. Observou-se uma relevante redu??o da coercividade ? medida que a exposi??o das duas subredes do AF se iguala. E o deslocamento da histerese ? proporcional ao acoplamento l?quido com o substrato AF. Foi desenvolvido um modelo anal?tico que reproduz qualitativamente os resultados num?ricos

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-05-31T00:01:30Z No. of bitstreams: 1 KennedyLeiteAgra_TESE.pdf: 72606963 bytes, checksum: c6d96fe06b2b73b4c08508669c8bc251 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-06-02T22:32:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 KennedyLeiteAgra_TESE.pdf: 72606963 bytes, checksum: c6d96fe06b2b73b4c08508669c8bc251 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-02T22:32:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 KennedyLeiteAgra_TESE.pdf: 72606963 bytes, checksum: c6d96fe06b2b73b4c08508669c8bc251 (MD5) Previous issue date: 2015-09-10 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico (CNPq) / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / Multicamadas magn?ticas t?m uma grande import?ncia no desenvolvimento de elementos sensores baseados no efeito magnetoimped?ncia (MI). O advento de dispositivos usando substrato flex?vel org?nico t?m aberto novas fronteiras para o desenvolvimento da tecnologia nas mais diversas ?reas. Diante disso torna-se necess?rio a produ??o e estudo das propriedades magn?ticas e mec?nicas em filmes ferromagn?ticos crescidos em substrato flex?vel. Neste trabalho, foram produzidas multicamadas ferromagn?ticas de Py, Co e FeCuNbSiB em substratos flex?vel e r?gido, utilizando a t?cnica de magnetron sputtering. Na ocasi?o utilizou-se de uma metodologia para caracterizar as propriedades estruturais, magn?ticas e mec?nicas. Para isso foram utilizados os seguentes instrumentos de medida: difrat?metro de Raios-X, magnet?metro de amostra vibrante, analisador de imped?ncia, instrumentos de medida de dimens?es e software de elementos finitos. Atrav?s de uma an?lise meticulosa, foi poss?vel observar e correlacionar o comportamento do efeito MI com as propriedades magn?ticas quase-est?ticas, estruturais e mec?nicas. Observando-se uma forte depend?ncia da MI com a magnetostric??o de satura??o, quando s?o introduzidas anisotropias magnetoel?sticas, atrav?s de tens?es mec?nicas. As propriedades magn?ticas das multicamadas de Py mostram-se insens?veis as tens?es aplicadas. J?, nas multicamadas ferromagn?ticas de Co, teve como principal resultado, um aumento da dispers?o de MI atrelado ? eleva??o das tens?es mec?nicas. No caso, das multicamadas de FeCuNbSiB, a invers?o do eixo de anisotropia ? o resultado mais interessante, provocando modifica??es na configura??o do efeito MI, trazendo informa??es muito ricas da din?mica da magnetiza??o, quando tens?es mec?nicas s?o aplicadas ao sistema. / Magnetic multilayers have a considerable importance in the development of sensor elements based on magnetoimped?ncia effect (MI). The advent of devices, using organic flexible substrate have opened new frontiers for development of technology in several areas. Therefore it is necessary the production and study of the magnetic and mechanical properties in ferromagnetic films grown on flexible substrate. In this work, were produced ferromagnetic multilayer Py, Co and FeCuNbSiB in flexible and rigid substrates, using the magnetron sputtering technique. In the occasion, was used a methodology for characterizing the structural, mechanical and magnetic properties. For this, the following measuring instruments were used: X-ray diffractometer, vibrating sample magnetometer, impedance analyzer, dimensional measuring instruments and finite element software. Through a meticulous analysis, we observed and correlate the MI effect behavior, with the magnetic quasi-static, structural and mechanical properties. Observing a strong dependence of MI with magnetostrictive saturation, when magnetoel?sticas anisotropy introduced by mechanical stresses. The magnetic properties of the ferromagnetic multilayers of Py shown to be insensitive to mechanical stresses applied. Already, the ferromagnetic multilayers Co, it was mainly a result, an increase in dispersion of MI linked to the increase in mechanical stress. In the case, of the ferromagnetic multilayers of FeCuNbSiB, the inversion of the anisotropy axis it is the most interesting result, by causing changes in the MI effect, bringing very rich information on the dynamics of magnetization when mechanical stresses are applied to the system.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:42:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RegiaCP_TESE.pdf: 5580865 bytes, checksum: b0d574167afcc48aece0c780848733c2 (MD5) Previous issue date: 2009-12-22 / Universidade Estadual de Roraima / Were synthesized systems Ni0,5Zn0,5Fe2O4, i0,2Zn0,5Mn0,3Fe2O4, Mn0,5Zn0,5Fe2O4, Ni0,5Mg0,5Fe2O4, Ni0,2Cu0,3Zn0,5Fe2O4 and Ni0,2Cu0,3Zn0,5Mg0,08Fe2O4, the precursors citrate method. The decomposition of the precursors was studied by thermogravimetric analysis and spectroscopy in the infrared region, the temperature of 350?C/3h. The evolution of the phases formed after calcinations at 350, 500, 900 and 1100?C/3h was accompanied by X-ray diffraction using the Rietveld refinement to better identify the structures formed. The materials were also analyzed by scanning electron microscopy, magnetic measurements and analysis of the reflectivity of the material. The samples calcined at different temperatures showed an increase of crystallinity with increasing calcination temperature, verifying that for some compositions at temperatures above 500?C precipitates of second phase such as hematite and CuO. The compositions of manganese present in the structure diffusion processes slower due to the ionic radius of manganese is greater than for other ions substitutes, a fact that delays the stabilization of spinel structure and promotes the precipitation of second phase. The compositions presented with copper precipitation CuO phase at a temperature of 900 and 1100?C/3h This occurs according to the literature because the concentration of copper in the structure is greater than 0.25 mol%. The magnetic measurements revealed features of a soft ferrimagnetic material, resulting in better magnetic properties for the NiZn ferrite and NiCuZnMg at high temperatures. The reflectivity measurements showed greater absorption of electromagnetic radiation in the microwave band for the samples calcined at 1100?C/3h, which has higher crystallite size and consequently the formation of multi-domain, increasing the magnetization of the material. The results of absorption agreed with the magnetic measurements, indicating among the ferrites studied, those of NiZn and NiCuZnMg as better absorbing the incident radiation. / Foram sintetizados os sistemas Ni0,5Zn0,5Fe2O4, Ni0,2Zn0,5Mn0,3Fe2O4, Mn0,5Zn0,5Fe2O4, Ni0,5Mg0,5Fe2O4, Ni0,2Cu0,3Zn0,5Fe2O4 e Ni0,2Cu0,3Zn0,5Mg0,08Fe2O4, pelo m?todo dos citratos precursores. A decomposi??o dos precursores foi estudada por an?lise termogravim?trica e espectroscopia na regi?o do infravermelho, na temperatura de 350?C/3h. A evolu??o das fases formadas ap?s as calcina??es a 350, 500, 900 e 1100?C/3h foi acompanhada por difra??o de raios X utilizando o refinamento de Rietveld, para melhor identifica??o das estruturas formadas. Os materiais foram tamb?m analisados por microscopia eletr?nica de varredura, medidas magn?ticas e an?lise da refletividade do material. As amostras calcinadas em diferentes temperaturas indicaram um aumento da cristalinidade com o aumento da temperatura de calcina??o, verificando-se que, para algumas composi??es, em temperaturas acima de 500?C ocorre a precipita??o de segunda fase, como hematita e CuO. As composi??es com mangan?s na estrutura apresentaram processos de difus?o mais lentos devido ao raio i?nico do mangan?s ser maior em rela??o aos outros ?ons substituintes, fato que retarda a estabiliza??o da estrutura espin?lio e favorece a precipita??o de segunda fase. As composi??es com cobre apresentaram precipita??o da fase CuO na temperatura de 900 e 1100?C/3h, fato que ocorre segundo a literatura porque a concentra??o de cobre na estrutura ? maior que 0,25 mol%. As medidas magn?ticas revelaram racter?sticas de um material ferrimagn?tico macio, obtendo-se melhores ar?metros magn?ticos para as ferritas de NiZn e NiCuZnMg em altas temperaturas. As medidas de refletividade mostraram maior absor??o da radia??o eletromagn?tica na faixa de microondas para as amostras calcinadas a 1100?C/3h, que tem maior tamanho do cristalito e em conseq??ncia forma??o de multidom?nios, aumentando a magnetiza??o do material. Os resultados de absor??o concordaram com as medidas magn?ticas, indicando dentre as ferritas estudadas, as de NiZn e NiCuZnMg como melhores absorvedoras da radia??o incidente.