In this work, the magnetization process and the magnetoimpedance effect in thin films with exchange bias were studied. We have investigated NiO/NiFe and NiFe/FeMn/Ta multilayer produced by magnetron sputtering on glass and Si(100) substrates, respectively. The exchange anisotropy in the NiO/NiFe samples were induced by a field cooling process, with a static magnetic field (2 kOe), from a temperature Tc > T > TN to the room temperature. In the NiFe/FeMn samples, the exchange anisotropy was induced during the deposition by application of a static magnetic field (460 Oe). The structural characterization was made by high angle x-ray diffraction in a q-2q setup and Cu-Ka radiation. The static magnetic characterization was performed by a VSM. The real and imaginary parts of the impedance were measured as a function of the current frequency (100kHz 1.8 GHz) and of the magnetic field intensity (± 300 Oe). The NiO multilayer was insensitive to the magnetoimpedance. The magnetoimpedance ratio was as large as 70 % in the NiFe/FeMn/Ta multilayer. On the other hand, the center of symmetry of the MI curves are shift of the position around H = 0 to H = Heb. The angular dependencies of the exchange bias field were calculated to prove the Mauri model to the exhange bias. The dispersion relation obtained by MI vs. f curves was fitting combined the Smit-Beljers approach to the FMR and mode s Mauri to the exchange bias. This fitting allowed that intrinsic parameters, such as the anisotropies of the system, were obtained. In summary, the MI and EB effects were grouped to origin a new magnetic system with singular magnetic characteristics. The MI curves are shift with respect to H = 0 and it allowed that the EB effect could be studied through the MI measurement. / Neste trabalho são investigados os processos de magnetização e a magnetoimpedância (MI) em filmes com exchange bias (EB). São estudados dois conjuntos de amostras: Ni50O50/Ni81Fe19 e Ni81Fe19/Fe50Mn50/Ta produzidas como bi e multi-camadas. As amostras foram produzidas por magnetron sputtering sobre substrato de vidro e Si (100), respectivamente. No primeiro caso a anisotropia de troca foi induzida após a deposição através de um processo de resfriamento em campo desde T > TN (onde TN é a temperatura de Néel do antiferromagneto) até a temperatura ambiente. No segundo caso o EB foi induzido durante o crescimento das amostras através da aplicação de um campo estático de 460 Oe. A caracterização estrutural das amostras foi feita via medidas de difração de raios-x XRD) a altos ângulos, utilizando uma configuração q-2q e radiação Cu-Ka. A caracterização magnética estática foi feita através de medidas de magnetização obtidas com um magnetômetro de amostra vibrante (VSM) que permite a aplicação de um campo em diferentes orientações em relação a uma direção de referência. As componentes resistivas e indutivas da impedância foram medidas em função da freqüência (100 kHz 1.8 GHz) e do campo estático (H = ± 300 Oe). As impedâncias das multicamadas de NiO foram praticamente insensíveis as variações de campo e de freqüência, devido principalmente as altas anisotropias e relativamente baixas espessuras destas estruturas. Variações de impedância de até 70 % foram obtidas com as multicamadas de iFe/FeMn/Ta. Além disso, as curvas de MI obtidas são inteiramente deslocadas da posição de simetria usual em torno de H = 0, para o caso de uma amostra com anisotropia uniaxial, para H = Heb (onde Heb é campo de bias obtido das curvas de magnetização estática pela medida do deslocamento do centro da curva de histerese). A dependência angular do campo de bias, em relação ao ângulo entre o campo estático (aplicado no plano do filme) e a direção preferencial da anisotropia (paralela à direção do campo de resfriamento) foi obtida. Os dados experimentais foram ajustados usando um modelo de Stoner-Wolfarth modificado pela inclusão de um temo de troca e de um termo associado à formação de uma parede de domínios no material antiferromagnético na expressão para a densidade de energia livre magnética. A relação de dispersão (fr vs. H) foi experimentalmente obtida dos espectros em freqüência da MI, os quais apresentam nítidas características associadas à ressonância ferromagnética (FMR). Do ajuste teórico da relação de dispersão utilizando a fórmula de Smit-Beljers, na qual a freqüência de ressonância é expressa em termo dos ângulos de equilíbrio da magnetização e das derivadas em segunda ordem da energia em relação a estes ângulos, parâmetros intrínsecos das amostras, tais como as anisotropias, foram estimados. Em suma, unindo o EB e a MI em um único sistema foram criadas amostras com características magnéticas singulares. As curvas de MI destas amostras são deslocadas em relação ao eixo dos valores de campo.

Orientadores: Carlos Rettori, Pascoal José Giglio Pagliuso / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-22T06:56:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lesseux_GuilhermeGorgen_M.pdf: 14003739 bytes, checksum: b737fc7f0d847cdc75e895351974e1e2 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Compostos nanoestruturados têm atraído cada vez mais atenção do ponto de vista tecnológico devido às inúmeras possibilidades em termos de aplicação nas mais diversas áreas. Além da motivação em termos de aplicação, o aumento da proporção de átomos na superfície em relação ao volume e a redução da dimensionalidade nestes compostos trazem consigo novas questões em física. Com base nisso, o estudo científico sistemático destas questões é fundamental para o desenvolvimento da nanociência e da nanotecnologia de forma geral. No presente trabalho são estudadas propriedades magnéticas de três tipos de nanopartículas (NPs): i) NPs de Au assistidas por óxidos do tipo R2O3 (R = Er e Y) que exibem propriedades ferromagnéticas; ii) NPs metálicas, Au e Ag, com a impureza magnética Er3+ diluída permitindo assim a sondagem microscópica de propriedades físicas por Ressonância de Spin Eletrônico; iii) E, por fim, NPs de NaYF4 mono e codopadas com os íons de terras raras RE = Yb3+, Er3+ e Tm3+ nas quais foi possível verificar o fenômeno de upconversion. Com base em adaptação de métodos estabelecidos na literatura, [1_3] foi desenvolvida uma rota química para a obtenção de NPs de Au com propriedades ferromagnéticas acentuadas pela incorporação de óxidos. A partir da magnetização de saturação em 2 K e baseado em uma análise termogravimétrica (TGA) estimou-se um momento magnético efetivo de aproximadamente 0.2 µB por átomos de Au na superfície das NPs. Além da caracterização magnetometrica típica, observou-se uma linha intensa de ESR em banda-X desde 370 K até 4.2 K. Esta ressonância possui intensidade praticamente constante caracterizando a ressonância observada como ferromagnética (FMR). Estes resultados são interpretados com base na ligação entre a capa orgânica (capping), o óxido R2O3 e os átomos de Au gerando uma hibridização efetiva dos orbitais 5d-6s dos elétrons do Au. Esta hibridização seria, então, responsável por tornar a camada 5d do Au magnética devido a spins não compensados nos orbitais 5d. As NPs metálicas com impurezas de Er3+ foram obtidas por uma variação do método utilizado para as NPs de Au ferromagnéticas. Os valores de g e as estruturas hiperfinas observadas indicam que o íon Er3+ está em um sítio cúbico tanto nas partículas de Ag como nas de Au. Os espectros de ESR mostram que não há deslocamento de g e relaxação tipo Korringa devido à interação de troca entre os spins do Er3+ e os dos elétrons de condução, sugerindo assim que esta interação de troca não ocorre em NPs metálicas. Por fim, as NPs de NaYF4 dopadas com RE = Yb3+, Er3+ e Tm3+ foram obtidas por um método estabelecido na literatura. [4, 5] A incorporação, o estado de oxidação e a concentração dos íons magnéticos Er3+ e Yb3+ foram confirmados por medidas de magnetização dc e de ESR. Observou-se emissão visível no verde e no azul para amostras codopadas com 20%Yb3+ / 2%Er3+ e 30%Yb3+ / 0.5%Tm3+, respectivamente, devido ao fenômeno conhecido como upconversion / Abstract: Nanostructured compounds have attracted growing attention from the technological point of view due to numerous possibilities in terms of application in several areas. Besides, the large surface/volume atoms ratio and the reduced dimensionality of these nanocompounds raised new fundamental physical issues. Therefore, a detailed and systematic scientific study regarding these phenomena is crucial for the sake of nanoscience and nanotechnology development. In this dissertation, we thoroughly investigated the magnetic properties of three different types of nanoparticles (NPs): i) Au NPs assisted by oxides R2O3 (R = Er and Y) which present unexpected ferromagnetic properties; ii) diluted magnetic Er3+ impurities in Ag and Au NPs, which allow Electron Spin Resonance to study several microscopic local physical properties and, finally, iii) single and co-doped Yb3+, Er3+ and Tm3+ NaYF4 NPs that allowed to verify the up-conversion phenomena in these NPs. After adapting and improving already established methods reported in the literature, [1_3] we developed a novel chemical route to obtain Au-NPs with enhanced ferromagnetic properties by oxide incorporation. Based on the saturation magnetization at 2 K and thermogravimetric analysis (TGA), we estimated an effective magnetic moment of µeff ¿ 0.2 µB per Au atom on the surface of the NPs. Besides the typical magnetometric characterization, we also carried out X-band ESR experiments. An intense ESR line was observed in the range of 4.2K = T = 370K with an integrated signal intensity which is almost constant in the entire T-range. Based on our results, the observed ESR signal is attributed to a ferromagnetic resonance (FMR). These results are discussed in terms of bonds between the NP-capping ligands and the Au atoms, which give rise to an effective hybridization between the 5d-6s electrons at the surface of the AuNPs. This hybridization might be the responsible mechanism for the Au 5d shell to become magnetic due to uncompensated spins in the 5d orbitals. The metallic Er3+ doped Ag and Au NPs were obtained by a slightly modified method used to get the ferromagnetic Au -NPs. The ESR g-values and observed hyperfine splitting indicate a cubic symmetry for the Er3+ ions in the Ag and Au NPs. Furthermore, we observed no g-shift and Korringa relaxation due to the exchange interaction between the magnetic rare-earth impurities and the conduction electron spins. This fact suggests that such an exchange interaction is negligible in metallic NPs. Finally, the Er3+, Yb3+ and Tm3+ doped NaYF4 NPs were obtained by a method already established in the literature. [4, 5] The incorporation of the Er3+ and Yb3+ ions as well as their oxidation state and concentration were confirmed by T-dependent magnetization and ESR measurements. For the co-doped NaYF4 NPs, we observed by naked eye the expected green and blue emitted lights of Yb/Er and Yb/Tm, respectively, due to a phenomenon known as upconversion / Mestrado / Física / Mestre em Física

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:07:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-05-26 / In this work we investigated the encapsulation of magnetite nanoparticles into the nanopores of anodic alumina membranes using atomic force microscopy (AFM), vibrating sample magnetometer (VSM) and electron magnetic resonance (EMR). Three biocompatible magnetic fluids, with different nanoparticle diameters, stably dispersed in water at physiological conditions, were used. The nanoparticles were obtained through the coprecipitation method and characterized by X-ray diffraction, from which we obtained the nanoparticle size and confirmed the crystal structure. The Scherrer´s relation revealed a nanoparticle diameter of 10.1nm, 12.3nm and 13.8nm. The alumina membrane were prepared through anodization process. The nanopores were arranged on a hexagonal lattice with an alumina thickness of 4 μm, a distance between pores (center to center) of 105 nm, and samples containing nanopores with diameter of 35 nm or 80 nm. The method of encapsulation of nanoparticles consisted of depositing a drop of magnetic fluid into the surface of alumina. The fluid enters the nanopores through capillarity carrying the nanoparticles into it. AFM images prove that we had success in encapsulating nanoparticles only for the alumina samples with nanopores with a size of 80 nm. Magnetization data of the alumina sample containing nanoparticles with a diameter of 13.8nm encapsulated into nanopores of 80 nm, revealed an increase, with respect to the first procedure of encapsulation, of 48 % of the nanoparticles internalized into the nanopore after the second process of encapsulation. Further, different from all the samples investigated, EMR data for the alumina containing nanopores of 80 nm and nanoparticles of 13.8 nm, after the first procedure of encapsulation, had shown perpendicular magnetization with respect to the alumina surface. The EMR spetra were curve fitted using two Gaussian lines, one representing the nanoparticles with magnetization parallel to the surface and the other perpendicular. AFM images suggest, in our sample, that residues on the alumina surface are responsible for the parallel component. The magnetic resonance field data, for the perpendicular contribution, were analyzed taking into account in the energy density terms with uniaxial and cubic symmetry. The uniaxial energy contribution had a term due to magnetic dipolar interaction, between nanoparticles forming a linear chain, a magnetostatic term, due to the nanostructures self-organization, and also a magnetoelastic contribution, which came from the stress generated by the packing of nanoparticles, whose origin were related to the dipolar interaction between nanoparticles forming the linear chain. Indeed, the theoretical analysis allowed us to conclude that the mean size of the chain could vary from 4 to 9.5 nanoparticles. Finally, after heating the alumina, at 300°C for one hour, which contained nanoparticles with a size of 10.1 nm, and dissolving it in NaOH aqueous solution, AFM data were obtained. The AFM images confirmed the existence of nanowires. The diameter distribution, obtained from the AFM images, were curve fitted with a lognormal distribution revealing a modal diameter for the nanowires of 25,8 0, ± 4nm and diameter dispersity of 0,30 ± 0,02nm . / Neste trabalho investigamos o encapsulamento de nanopartículas de magnetita (Fe3O4) em nanoporos de alumina anódica utilizando as técnicas de Microscopia de Força Atômica (AFM), Magnetometria de Amostra Vibrante (VSM) e Ressonância Magnética Eletrônica (RME). Utilizamos três fluidos magnéticos com nanopartículas de diâmetros diferentes dispersas em solução fisiológica. As nanopartículas foram sintetizadas pelo método da coprecipitação e foram caracterizadas por difração de raios-x, de onde confirmamos sua estrutura cristalina e obtivemos o diâmetro. A relação de Scherrer forneceu os seguintes diâmetros: DRX=10,1nm, DRX=12,3nm e DRX=13,8nm. As membranas de alumina foram preparadas pelo método da anodização de um filme de alumínio puro, gerando nanoporos em um arranjo hexagonal, sendo a espessura da alumina de 4μm com distância entre poros centro a centro de 105nm e amostras contendo diâmetros de nanoporos de 35nm ou 80nm. O método de encapsulamento das nanopartículas consistiu em depositar uma gota do fluido magnético sobre a alumina, que penetra nos nanoporos por capilaridade, carreando as nanopartículas. Imagens de AFM mostraram que obtivemos sucesso no encapsulamento das nanopartículas em alumina somente nas amostras com nanoporos de 80nm. Uma comparação entre as curvas de magnetização da amostra com nanopartículas de DRX=13,8nm em nanoporos de 80nm, encapsuladas uma vez e duas vezes, mostrou um acréscimo de 48% no número de nanopartículas encapsuladas do primeiro para o segundo processo de encapsulamento. Além disso, diferentemente de todas as outras amostras estudadas, os dados de RME para alumina com nanoporos de 80 nm e nanopartículas com diâmetro de 13,8 nm, após o primeiro processo de encapsulamento, apresentaram magnetização perpendicular ao plano da membrana de alumina. O espectro de RME foi ajustado por duas gaussianas, uma representando uma componente com magnetização paralela e outra perpendicular. Imagens de AFM sugerem, na nossa amostra, que resíduos na superfície são responsáveis pela componente paralela. A análise dos dados do campo de ressonância para a componente perpendicular foram ajustados considerando termos de simetria uniaxial e cúbica para a densidade de energia. Na contribução uniaxial foi explicitado o termo devido à interação dipolar magnética, entre nanopartículas formando uma cadeia linear, o termo magnetostático, devido à autoorganização das nanoestruturas, e um magnetoelástico, proveniente do stress gerado pelo empacotamento das nanopartículas, cuja origem foi atribuída à interação dipolar entre as nanoestruturas formando a cadeia. A análise teórica permitiu, ainda, concluir que o tamanho médio das cadeias lineares formadas no interior dos nanoporos corresponde a 6,0 nanopartículas, podendo variar entre 4 e 11. Essas cadeias podem existir não somente em nanoporos diferentes, mas também no interior de um mesmo nanoporo. Por fim, após aquecermos a membrana de alumina, a 300°C por 1 hora, que continha nanopartículas com DRX=10,1nm e a dissolvermos em uma solução aquosa de NaOH, obtivemos imagens de AFM dos nanofios. Uma distribuição de tamanho construída a partir das imagens e ajustada por uma lognormal nos forneceu um diâmetro modal para os nanofios de 25,8 0, ± 4nm e uma dispersidade de 0,30 ± 0,02nm.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:07:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Luciano Vaz de Sa.pdf: 1061982 bytes, checksum: 6f6a32de4e2caf51ea9a29ac0038f796 (MD5) Previous issue date: 2011-09-09 / The Ferromagnetic Resonance technique is used to study the magnetostriction and the magnetic anisotropy of cobalt thin films grown on glass and silicon substrates. The effective values of the magnetostriction and magnetic anisotropy constants obtained do not agree with known values in the literature, but show the viability of the experimental method used [with the film glued to a cantilever beam under stress] to study the magnetostriction of magnetic thin films. / Este trabalho tem como objetivo estudar a magnetostricção e a anisotropia magnética de filmes finos de cobalto usando a técnica de Ressonância Ferromagnética. As amostras investigadas foram produzidas pela técnica de magnetron sputtering, depositadas sobre substratos de vidro e silício, com espessuras variando na faixa de 10 a 20 nm. Os valores efetivos obtidos para as constantes de magnetostricção e de anisotropia magnética de volume e de superfície diferem de valores conhecidos na literatura, mas comprovam a viabilidade do procedimento experimental aplicado [com o filme fixo sobre uma haste cantilever sujeita a stress] para investigar a magnetostricção de filmes finos magnéticos.

Submitted by Daniella Sodre (daniella.sodre@ufpe.br) on 2015-04-08T12:49:30Z No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Obed Alves Santos.pdf: 3743732 bytes, checksum: 0b8c158e0ae361499368ae05a1d61e0e (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-08T12:49:30Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Obed Alves Santos.pdf: 3743732 bytes, checksum: 0b8c158e0ae361499368ae05a1d61e0e (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2014-03-10 / CNPq / Nessa dissertação investigamos de forma sistemática um efeito relativamente recente em física da matéria condensada e que ocorre em materiais magnéticos, o efeito de spin pumping. Este efeito que foi proposto no início dos anos 2000 deu um impulso à área de spintrônica e se constituiu num dos mais importantes mecanismos de injeção de corrente de spins a partir de um meio magnético em um meio não magnético. A possibilidade de aplicações tecnológicas deste efeito em Spintrônica tem se mostrado promissor. Nesta investigação usamos a ressonância ferromagnética (FMR) para estudar o efeito de spin pumping em camadas simples de ferromagneto, bicamadas de ferromagneto/metal-normal e bicamadas de materiais ferromagnéticos diferentes. O fenômeno foi caracterizado por medidas de relaxação magnética e medidas de tensão elétrica DC provocadas pelo efeito Hall de spin inverso (ISHE). Reportamos que a deposição de camadas nanométricas de metais normais como Ta ou Pt sobre o ferromagneto Permalloy (Py, Ni81Fe19) e sobre o isolante ferrimagnético YIG (Y3Fe5O12), resultou em um aumento da constante de amortecimento de Gilbert, comprovando então o efeito de bombeamento de spin. Realizamos também medidas de tensões DC geradas a partir da combinação dos efeitos de spin pumping e ISHE. Mostramos que os sinais de tensão ISHE gerados em bicamadas de YIG/Ta e YIG/Pt possuem sinais opostos. Mostramos também que camadas simples de Py geram uma tensão DC quando o material está na condição de FMR. Esta descoberta levou ao estudo de dois outros efeitos. (i) Competição entre tensões ISHE provocadas pela ressonância do YIG e do Py em bicamadas YIG/Py; (ii) Adição ou subtração de tensões ISHE em bicamadas metálicas do tipo Py/Ta e Py/Pt.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:07:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Marcos fisica.pdf: 953271 bytes, checksum: 27094fd5d8fb314f0df53abdef0bdb38 (MD5) Previous issue date: 2009-04-15 / The Ferromagnetic Resonance (FMR) technique at the X-band (~ 9.70 GHz) and Q-band (~ 34.0 GHz) was used to study the magnetic properties of NiO/Co, NiO/Py and Py/FeMn bilayers, and Co/NiO/Co trilayers with different thicknesses, deposited by dc magnetron sputtering technique in the presence of a 400 Oe magnetic field. The FMR experiments were all done at room temperature using a high sensitivity Bruker ESP-300 spectrometer, with static scanning field and usual modulation and phase sensitive detection techniques. The angular dependence of the inplane resonance field allows the measurement of the exchange bias field for some NiO/Py bilayers and the uniaxial anisotropy of the Co layer of NiO/Py bilayers and Co/NiO/Co trilayers. The value of the exchange bias field of the NiO/Py bilayers varies from 29 Oe to 123 Oe while the uniaxial anisotropy field of the Co layer, varies from 5 to 45 Oe. For Co/NiO/Co trilayers, the Co in-plane uniaxial anisotropy field varies from 34 to 216 Oe. The out-of-plane angular dependence of the resonance field allows the measurement of the effective magnetization and the g-factor, which depend not only on the specific parameters of the samples, such as thickness of the ferromagnetic layer, but also on the deposition conditions. The results obtained were compared with known values in the literature and show the high sensitivity of the ferromagnetic resonance technique in the study of the magnetic anisotropy and the exchange bias phenomena. / A técnica de ressonância ferromagnética (FMR) foi utilizada para estudar propriedades magnéticas de bicamadas NiO/Co, NiO/Py e Py/FeMn (Py = Ni81Fe19) e tricamadas Co/NiO/Co, com diferentes espessuras das camadas ferromagnética e antiferromagnética, depositadas pela técnica de dc magnetron sputtering na presença de campo magnético de 400 Oe. Os experimentos de FMR foram todos realizados em temperatura ambiente usando um espectrômetro Bruker ESP- 300 de alta sensibilidade, com varredura do campo estático e técnicas padrões de modulação e detecção sensível à fase, em Banda-X (~ 9.70 GHz) e Banda-Q (~ 34.0 GHz). A dependência angular do campo de ressonância res H no plano do filme permitiu medir o campo de exchange bias observado em algumas bicamadas NiO/Py. Para as demais bicamadas e as tricamadas Co/NiO/Co foi possível medir a anisotropia uniaxial no plano da camada de Co. Os valores dos campos de exchange bias medidos para as bicamadas variaram de 29 Oe a 123 Oe, enquanto que os campos de anisotropia uniaxial variaram de 5 a 45 Oe. Para as tricamadas Co/NiO/Co, os campos de anisotropia uniaxial no plano apresentaram grande variação de 34 a 216 Oe. A dependência angular do campo de ressonância fora-do-plano do filme permitiu obter os valores da magnetização efetiva e do fator-g, dependentes não somente de parâmetros específicos das amostras, como a espessura da camada ferromagnética, mas também das condições de deposição. Os resultados obtidos foram comparados com valores conhecidos na literatura e mostram a alta sensibilidade da técnica de ressonância ferromagnética para o estudo da anisotropia magnética e do fenômeno de exchange bias

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:07:44Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7979_1.pdf: 1162128 bytes, checksum: e48cdf9eab0eaa4de2840f161367280d (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2003 / Nesta dissertação investigamos propriedades dinâmicas de válvulas de spin e mecanismos de relaxação em filmes de Permalloy. Foi utilizada a técnica de ressonância ferromagnética operando na banda X de microondas, à temperatura ambiente. As estruturas de válvulas de spin foram depositadas por sputtering dc e possuem composição do tipo Si(001)/NiO(900Å)/Py(100Å)/Cu(tcu)/Py(100Å)/Cu(45Å). Analisamos as propriedades de ressonância ferromagnética para quatro amostras com diferentes espessuras da camada espaçadora de Cobre. Mostramos que existe uma competição entre o acoplamento indireto entre as camadas de Py, mediado pela camada de Cobre, com o acoplamento direto entre a camada presa de Py e a camada de NiO. Os resultados experimentais obtidos para estas estruturas foram interpretados através de um modelo fenomenológico que leva em conta a energia livre magnética do sistema. Com o objetivo de estudar os processos de relaxação em filmes de ferromagnéticos, foram preparadas amostras de Permalloy com camadas adjacentes de materiais diversos. Verificamos que a dependência da largura de linha de FMR apresenta comportamentos que dependem do material adjacente. Filmes de Permalloy depositados diretamente sobre substratos de Si apresentam uma dependência com a espessura do Py do tipo 1/t2. Filmes de Py sanduichados por camadas de Paládio apresentam uma dependência do tipo 1/t. Concluímos que diferentes mecanismos de relaxação atuam nas amostras. Fizemos uma conexão dos nossos resultados com as teorias fenomenológicas existentes

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work is dedicated to investigate the spin relaxation in amorphous CoFeSiB glass-covered microwires and multilayered films of Permalloy/Cu. The microwires samples were Joule annealed and axially stressed in order to evaluate the modifications in the damping mechanisms due to the stress induced anisotropy. In the films we were interested in the observation of the modifications in the damping mechanisms imposed by the number of interfaces in the samples. We were able to identify the main damping mechanisms responsible for the spin relaxation in these materials by ferromagnetic resonance experiments. In order to explain the ferromagnetic resonance linewidth, we considered the extrinsic magnetic relaxation mechanisms in addition to the intrinsic Gilbert damping term, the intrinsic one. The extrinsic magnetic relaxation takes in to account the broadening induced by the magnetic inhomogeneities and is consistent with the two-magnon scattering model and anisotropy dispersions. The contribution from the intrinsic magnetization relaxation is constant in both systems of samples and is not sensible neither to Joule annealing and applied stress in microwires, nor to the increasing of the bilayers number in the films. The extrinsic contribution is very sensible to the anisotropy induction and is a signature of magnetic and structural inhomogeneities. / Este trabalho é dedicado ao estudo da relaxação de spin em microfios amorfos recobertos por vidro com composição nominal de CoFeSiB e em filmes multicamadas de Permalloy/Cu. Nos microfios, avaliamos o efeito da indução de anisotropia pela aplicação de tensão mecânica e o efeito do alívio de tensões internas promovido por tratamento térmico aos mecanismos de amortecimento responsáveis pela relaxação de spin. Nos filmes, avaliamos as modificações impostas aos mecanismos de amortecimento quando variamos o número de bicamadas. Identificamos e quantificamos os principais mecanismos responsáveis pela relaxação magnética, através da investigação da largura de linha de ressonância ferromagnética. Para explicar as larguras de linha de ressonância ferromagnética observadas consideramos como mecanismo intrínseco o mecanismo de amortecimento de Gilbert. Como mecanismos extrínsecos consideramos o alargamento da linha de ressonância devido a inomogeneidades magnéticas, consistente com o modelo de espalhamento de mágnons e com a presença de dispersões na anisotropia. O termo intrínseco de relaxação é constante em ambos os conjuntos de amostras estudados, não variando com o tratamento térmico ou tensão aplicada, no caso dos microfios, nem com o aumento do número de bicamadas, no caso dos filmes. A contribuição extrínseca de amortecimento mostrou-se bastante sensível à indução de anisotropias e é uma assinatura das inomogeneidades estruturais e magnéticas presentes nas amostras.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The possibility of exploring the magnetic properties of amorphous microwires in technological applications has attracted the attention of the scientific community in the last years. Beyond, the magnetoimpedance effect has been established as a powerful tool to study these properties. In this work we show a study of the magnetic properties of Joule heated glasscovered amorphous microwires, CoFeSiB, under applied stress. The stress modifies the anisotropy and the domain structure of the sample being studied by the magnetoimpedance measurements and the FMR dispersion relations. It was established a method to determine the permeability from the magnetoimpedance measurements, valid for a wide frequency range. From the study of the permeability curves parameters associated to the domain walls dynamic can be determined. From the FMR dispersion relations, the value and the direction of the transverse anisotropy field, as well as an estimative of the magnetic domain structure in these microwires were obtained. It can be concluded that the longitudinal anisotropy has the main role in the magnetic behavior of the microwire without stress. Also, it was verified the presence of an inner core with longitudinal anisotropy surrounded by an outer shell with circumferential anisotropy under applied stress. These magnetic configurations can be explained in terms of the frozen stress in the production process of the wire and the additional applied stress. / A possibilidade de explorar as propriedades magnéticas de microfios amorfos em aplicações tecnológicas tem atraído a atenção da comunidade científica nos últimos anos. Além disso, a magnetoimpedância foi estabelecida como uma ferramenta poderosa para estudar estas propriedades. Neste trabalho apresentamos um estudo das propriedades magnéticas de microfios amorfos, CoFeSiB, recobertos por vidro, tratados termicamente e sob aplicação de tensão. A tensão modifica a anisotropia e a estrutura de domínios presente na amostra de tal maneira que podem ser estudadas a partir das medidas de magnetoimpedância e da relação de dispersão de FMR (Ressonância Ferromagnética) extraída delas. Foi estabelecido um método para a determinação da permeabilidade a partir de medidas de magnetoimpedância, válido para uma ampla faixa de freqüências. A partir do estudo dessas curvas de permeabilidade pode-se determinar, por exemplo, parâmetros relativos à dinâmica de paredes de domínios. Do ajuste das relações de dispersão de FMR foram obtidos o valor e a orientação do campo de anisotropia transversal, bem como uma estimativa da estrutura de domínios dos microfios. Destes estudos, concluiu-se que a anisotropia longitudinal domina o comportamento magnético do microfio sem aplicação de tensão. Aplicando-se tensão aos microfios, verificou-se a presença de um núcleo interno com anisotropia longitudinal envolto por uma casca externa com anisotropia circunferencial. Estas configurações magnéticas podem ser explicadas em termos da tensão residual que surge no processo de produção do fio e da tensão adicional aplicada.

Magnetoimpedance has been proved to be an excellent tool to study the magnetization dynamics and the ferromagnetic resonance (FMR) linewidth provides a convenient way for measuring damping parameters in magnetic materials. The FMR linewidth depends on intrinsic magnetic damping and additional magnetic inhomogeneities, but complete understanding of the origin of these damping parameters is still unaccomplished. Besides the fundamental physics interest, the study of damping term and magnetization dynamics is very important for the development of any device which has its physical effect associated with the reversal of magnetization. Furthermore, the FMR linewidth is a very sensitive way to study the structural quality of magnetic samples, in both bulk and thin film geometries. In this work the magnetic relaxation of CoFeSiB glass-covered microwire was investigated by ferromagnetic resonance (FMR) linewidth measurements. We have identified the main damping mechanisms and quantified these damping terms, showing the effect of annealing temperature to them. The study have shown that there are three main damping mechanisms responsible for the FMR linewidth, the Gilbert damping parameter, a damping mechanism due to anisotropy dispersions and two-magnon scattering. The Gilbert damping parameter is almost constant and not influenced by the annealing. The FMR linewidth is very sensitive to anisotropy dispersions and this mechanism has a great contribution to the magnetic relaxation. The two-magnon scattering is an assignment of the inhomogeneities present in the samples and its contribution to the FMR linewidth decrease with the annealing temperature until a critical value, as a result of a decrease of inhomogeneities due to a reduction of the internal stress level. A further increase in the annealing temperature produces an increase in the two-magnon scattering contribution which is an indication of the growing of nanocrystals acting as scattering centers to the spin waves. / Magnetoimpedância tem provado ser uma excelente ferramenta para estudar a dinâmica de magnetização e a largura de linha da ressonância ferromagnética (FMR) fornece uma maneira conveniente para medir parâmetros de amortecimento em materiais magnéticos. A largura de linha FMR depende do amortecimento magnético intrínseco e adicionais inomogeneidades magnéticas, mas o completo entendimento da origem destes parâmetros de amortecimento ainda está inacabado. Além do interesse da física fundamental, o estudo da dinâmica de amortecimento e magnetização é muito importante para o desenvolvimento de qualquer dispositivo que tem seu efeito físico associado com a inversão da magnetização. Além disso, a largura de linha FMR é uma forma muito sensível para estudar a qualidade estrutural de amostras magnéticas. Neste trabalho é apresentado um estudo da relaxação magnética de microfios amorfos de CoFeSiB recobertos por vidro, mostrando o efeito da temperatura de recozimento sobre as propriedades magnéticas do microfio. Foram identificados e quantificados os principais mecanismos de amortecimento, mostrando o efeito da temperatura de recozimento para eles. Os estudos mostraram que existem três principais mecanismos de amortecimento responsável pela largura de linha FMR: o parâmetro de amortecimento de Gilbert; um mecanismo de amortecimento devido à dispersões na anisotropia; e o amortecimento devido ao espalhamento de magnons. O parâmetro de amortecimento de Gilbert é quase constante e não influenciado pelo recozimento. A largura de linha FMR é muito sensível a dispersões da anisotropia e esse mecanismo tem uma grande contribuição para o relaxamento magnético. A dispersão de magnons é uma atribuição de inomogeneidades presentes nas amostras e tem contribuição para a diminuição da largura de linha com a temperatura de recozimento até um valor crítico, como resultado de uma diminuição de inomogeneidades devido a uma redução do nível de estresse interno. Um aumento na temperatura de recozimento produz um aumento na contribuição de espalhamento dos magnons, que é uma indicação do crescimento de nanocristais atuando como centros de dispersão para as ondas de spin.