Acoplamento do tipo Exchange Spring em multicamadas de filmes finos

Resumo: O efeito de Exchange Bias (EB) [1] é particularmente caracterizado por um deslocamento no ciclo de histerese ao longo do eixo do campo magnético (H) quando interfaces magnéticas distintas (ferromagnética/antiferromagnética = FM/AF) são submetidas a resfriamento na presença de campo magnético. É um fenômeno que é a base de uma série de aplicações tecnológicas como, por exemplo, cabeças leitoras de discos rígidos e memórias magnéticas de acesso randômico. Maiores detalhes sobre o efeito de EB serão explicados na próxima seção.
Neste projeto será estudada a formação de estruturas de spin em espiral dentro do material AF [2-4], quando este está acoplado a um material ferromagnético (FM) e existe o EB na interface FM/AF. Especificamente, serão produzidas heteroestruturas do tipo FM/AF e FM/AF/FM, onde o FM é um material magneticamente macio comparado ao AF, que se apresenta como um material magneticamente duro, de forma que ao se aplicar um campo magnético externo, uma parede de domínios pode ser formada dentro do AF, resultando em um sistema do tipo Exchange Spring [5]. Pode-se também no caso de tricamadas utilizar dois materiais FM diferentes (FM1/AF/FM2), com anisotropias magnetocristalinas distintas. Além disso, serão utilizados diferentes materiais FM e AF e para cada sistema escolhido será estudado o comportamento do ângulo de torção da estrutura espiral de spin, conforme a espessura do AF é variada, gerando consequentemente, camadas FM com direções de magnetização não alinhadas, influenciando, desta maneira, diretamente nas características do acoplamento entre as camadas FM. Cabe ressaltar que este tipo de sistema tem sido estudado por apresentar um futuro para as mídias de gravação.
Temos ainda que frisar que recentemente preparamos e estamos finalizando a análise do sistema Si(100)/Z(10nm)/NiFe(20nm)/IrMn(t)/Co(10nm)/Z(5nm) (Z = Cu e Ta) com t= 4, 6, 8, 12, 15, 18, 20, 25 e 30. O EB foi estabelecido através de um resfriamento com campo magnético externo de 10 Oe desde 400 K até à temperatura ambiente e foi comprovado que o ângulo entre as camadas magnéticas passa gradativamente de 0o para 180o conforme a espessura do AF passa de 4 nm para 15 nm, sendo que o ângulo máximo para t > 15 nm. Neste estudo, utilizamos uma técnica pioneira usando as facilidades do Laboratório Nacional de Luz de Sincrotron (LNLS/Brasil) que é a de espalhamento magnético resonante por raios-X (XRMS), também conhecido como difração magnética [6, 7]. Este método foi aplicado, onde razões de assimetria em função da energia e do ângulo, bem como ciclos de histerese elemento seletivos, extraídos em diferentes ângulos, foram obtidos para definir a estrutura magnética das multicamadas, concentrando-se nas regiões das interfaces. Em resumo, foi a primeira vez que a técnica XRMS foi aplicada a multicamadas no Brasil e meu intuito principal nesse novo projeto, além do científico, é continuar usando essa ferramenta de forma a difundi-la para outros pesquisadores brasileiros.

Data de início: 01/03/2013
Prazo (meses): 36

Participantes:

Papel	Nome
Coordenador	VALBERTO PEDRUZZI NASCIMENTO