Nenhuma / O estudo das correlações entre as propriedades estruturais e magnéticas de filmes finos e ultrafinos é hoje assunto de grande interesse tanto científico como tecnológico, sendo que, dada a disponibilidade de materiais e a importância das aplicações atuais e potenciais, filmes magnéticos compostos por metais e ligas de metais de transição 3d estão entre os materiais mais investigados.
O Co é um metal de transição 3d, ferromagnético, e que, em volume, apresenta estrutura hexagonal compacta (hc). Entretanto, tanto esta fase como as fases cúbica de face centrada (cfc) e cúbica de corpo centrado (ccc) podem ser estabilizadas à temperatura ambiente na forma de filmes ultrafinos, ou ainda em forma de estruturas multicamadas, e as propriedades magnéticas dos mesmos apresentam uma complexa correlação com a estrutura cristalina. Existe um grande numero de trabalhos a respeito de Co crescido sobre superfícies de Cu (cfc, parâmetro de rede a = 3,615 Å) e outros monocristais, mas nada há na literatura sobre monocamadas de Co depositadas sobre Cu90Au10, uma liga cfc com parâmetro de rede (3,66 Å) expandido de 1,0% em relação ao Cu.
Investigamos aqui o crescimento, em condições de epitaxia de feixe molecular (MBE), e a estrutura de filmes de Co depositados a temperatura ambiente, com espessuras entre uma e cinco monocamadas atômicas (ML) depositadas sobre a superfície (100) da liga Cu90Au10. A composição química e a pureza da superfície do monocristal e dos filmes foram determinadas por espectroscopia de elétrons excitados por raios X (XPS). A cristalinidade da superfície do substrato, bem como a forma de crescimento e a estrutura dos filmes foram determinados por difração de elétrons de baixa e alta energia, LEED e RHEED. A morfologia da superfície do cristal de Cu90Au10(100) e das primeiras monocamadas do filme de cobalto foram determinadas através de medidas de microscopia de varredura por tunelamento (STM). Medidas de magnetometria por efeito Kerr magneto- óptico foram utilizadas para se estabelecer, em caráter preliminar, uma correlação entre a estrutura e o magnetismo dos filmes de Co sobre Cu90Au10(100)
Nossos resultados indicam o crescimento de Co com estrutura tetragonal de face centrada (tfc), e uma evolução, com o aumento da espessura de cobalto, de formação de ilhas para crescimento camada a camada. Além disso, nota-se para os filmes de Co uma rápida contração do parâmetro de rede no plano, atingindo aproximadamente 2,5% para
~ 4,0 ML, quando comparado ao substrato de Cu90Au10 (100). Medidas de magnetometria por Efeito Kerr Magneto-ótico indicam magnetização no plano do filme.
Este trabalho eminentemente experimental representou um amplo aprendizado no uso e exploração das potencialidades de técnicas múltiplas (LEED, RHEED, XPS, AES, STM e MOKE) para a adequada caracterização e investigação das propriedades estruturais e magnéticas de superfícies e nanoestruturas heteroepitaxiais preparadas em UHV, em condições de epitaxia de feixe molecular (MBE), bem como o primeiro estudo do crescimento de monocamadas de Co depositadas sobre Cu90Au10(100). / The investigation of correlations between structural and magnetic properties of thin and ultrathin films is of great scientific and technological interest presently. Due to importance of their actual and potential applications, films of 3d metals and their alloys are among the most investigated materials.
Co is a ferromagnetic 3d metal that in bulk has a hexagonal compact structure (hcp). For Co films or multilayers, the hcp as well as the face-centered (fcc) and bodycentered cubic (bcc) phases can be stabilized at room temperature, depending on the used substrate. It is known that the preparation method can affect decisively the structural and magnetic properties of Co monolayers. There is a big amount of work on Co films grown on different Cu surfaces (fcc; lattice parameter a = 3.615 Å) and other substrates but, to the best of our knowledgement, there is no studies on Co monolayers deposited on Cu90Au10(100), a fcc alloy with lattice parameter of about 3.66 Å.
In this work we investigate the epitaxial grow and the structure of Co films with thickness up to 5 atomic monolayers (ML) deposited on Cu90Au10(100). The goal of the study was to investigate the modifications in the magnetic properties of the Co films provided by small distortions in the lattice, since Cu90Au10 presents cfc structure with a lattice parameter ~1% larger than the one of the pure Cu. The sample preparation and the majority of the experimental analysis has been done in ultra high vacuum under molecular beam epitaxy conditions. The studies were conducted in situ, in UHV, by using x-ray photoelectron spectroscopy (XPS), high and low energy electron diffraction (RHEED and LEED), and scanning tunneling microscopy (STM). Preliminary magnetic measurements on the correlation structure - magnetism were conducted by magneto-optical Kerr effect (MOKE).
Our results indicate the growth of a tetragonal distorted face centered (fct) Co lattice and an initial formation of islands followed by a layer-by-layer grow starting from 2 ML Co. The lateral lattice parameter shows a fast contraction with increasing thickness when compared to the CuAu substrate, reaching ~ 2.5% at 4 ML Co. Surface magnetometry by Magneto-optical Kerr effect indicated in-plane magnetization of the Co films. This experimental work represented a broad and extensive learning process on preparation and characterization of heteroepitaxial nanostructures by multiple techniques (LEED, RHEED, XPS, AES, STM, and MOKE) under MBE conditions (UHV) and the first investigation of Co monolayers on Cu90Au10(100).
SUMÁRIO
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:bdtd.cdtn.br:57 |
| Date | 22 August 2008 |
| Creators | Alysson Martins Almeida Silva |
| Contributors | Waldemar Augusto de Almeida Macedo, Wagner Nunes Rodrigues, Maximiliano Delany Martins |
| Publisher | CNEN - Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear, Belo Horizonte, CTMA - Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia das Radiações, Minerais e Materiais, CDTN, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do CDTN, instname:Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear, instacron:CDTN |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0029 seconds