Caracterização estrutural e magnética de filmes finos de Gd depositados por magnetron sputtering.
Nome: SIMONE VENTURIM BERNARDINO
Data de publicação: 28/09/2023
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| VALBERTO PEDRUZZI NASCIMENTO | Orientador |
Resumo: Inicialmente investigamos as propriedades estruturais e magnéticas de filmes finos de gadolínio com espessura de 20, 50 e 200 nm crescidos no Magnetron Sputtering sobre substrato de Silício (100) em temperatura ambiente. Assim, dentre as espessuras analisadas escolhemos o filme fino de gadolínio de 200 nm por apresentar a fase hexagonal compacta com uma forte orientação preferencial nos planos (002), maior valor da temperatura de Curie e, além disso, uma magnetização de saturação 55% maior do que a obtida com a espessura de 50 nm. A partir disso, centralizamos nosso estudo em filmes finos de Gadolínio de 200 nm variando as seguintes condições experimentais: temperatura do substrato e a aplicação do procedimento de bias sputtering no substrato antes da deposição dos materiais. As amostras produzidas apresentaram estruturas cristalinas polimórficas (hexagonal compacta e cúbica de face centrada) ou somente a fase hexagonal compacta. De forma que com o aumento da temperatura do substrato a fase hexagonal compacta mostrou uma reorientação cristalina preferencial dos planos (002) para os planos (100). Ao mesmo tempo, ocorreu o aparecimento da fase cúbica de face centrada preferencialmente orientada nos planos (111), em relação ao plano do filme. A dispersão das orientações dos cristalitos foi maior para os filmes depositados na temperatura do substrato mais alta. As amostras apresentaram histerese térmica de (6 ± 1) K próxima à temperatura ambiente como consequência do efeito magnetocalórico. A análise dos resultados da ressonância ferromagnética mostrou que a magnetização no plano é favorecida pela fase hexagonal compacta e pela orientação cristalina preferencial nos planos (100). E isso sugere que o efeito da reorientação do eixo fácil de magnetização no gadolínio seja mais complexo em filmes finos quando comparado em seu estado macroscópico. Em razão das deformações internas que favorecem o crescimento da estrutura cristalina cúbica de face centrada. E essa fase cristalina pode influenciar fortemente na anisotropia efetiva. Portanto, nossos resultados trazem novas caracterizações estruturais e magnéticas de filmes finos de gadolínio que têm despertado o interesse da comunidade científica nas últimas décadas.
