Nanofios crescidos por magnetron sputtering com feixe de vapor em incidência rasante: mecanismo de crescimento das nanoestruturas e características magnéticas.

Nome: Carlos Henrique Santos Verbeno
Tipo: Tese de doutorado
Data de publicação: 31/10/2019
Orientador:

Nomeordem decrescente Papel
Edson Passamani Caetano Orientador

Banca:

Nomeordem decrescente Papel
Edson Passamani Caetano Orientador
Flávio Garcia Examinador Externo
Jair Carlos Checon de Freitas Examinador Interno
José Rafael Cápua Proveti Examinador Externo
Leonardo Cabral Gontijo Examinador Externo
Thiago Eduardo Pedreira Bueno Coorientador

Resumo: Nesta tese, uma adaptação experimental foi desenvolvida para a fabricação de nanofios de W, Co e W/Co sobre superfícies vicinais de safira. Foi utilizado um equipamento sputtering com magnetrons montados em uma geometria confocal, na qual o feixe de vapor atinge o substrato em uma incidência rasante. Foi definida a melhor condição de tratamento térmico dos substratos de safira ( = 1300 °C durante 5 h) para estabelecer uma estrutura vicinal padronizada com uma alta ordem de correlação para o crescimento de nanofios. Diferentes morfologias superficiais (nanofios ou nanopartículas) foram estudadas quando o tungstênio foi depositado variando o ângulo de deposição B. Foi possível estabelecer a condição que permite preferencialmente o crescimento de nanofios, ou seja, foi demonstrado que nanofios podem ser produzidos quando B ≈ Ω (miscut angle do substrato vicinal). Nanofios de Co, com diferentes dimensões (espessuras e larguras), foram depositados diretamente sobre a superfície vicinal da safira ou sobre nanofios de W (com a função de camada semente) formando bicamadas W/Co. Um modelo para o mecanismo de crescimento dos nanofios de Co foi proposto: a fase do Co-hcp é primeiramente estabilizada com tensão interfacial; esta, por sua vez, reduz à medida que sua espessura aumenta, favorecendo à fase do Co-fcc. Quando o Co é depositado sobre o nanofio de W-bcc, há um aumento da fração da fase do Co-fcc, pois as tensões interfaciais do descasamento dos parâmetros de redes são reduzidas quando comparadas com o crescimento direto do Co sobre a safira. Embora diferentes contribuições das anisotropias tenham sido consideradas, as propriedades magnéticas são dominadas pelos efeitos da anisotropia de forma (eixo fácil orientado ao longo da direção longitudinal aos nanofios). No entanto, em nanofios de Co mais espessos, a contribuição da anisotropia magnetocristalina também se mostrou relevante. Usando modelos clássicos para o comportamento do campo coercivo em função da temperatura HC (T) , foi demonstrado que para os nanofios com maior área seccional, a reversão da magnetização é governada pelo mecanismo de rotação por ondulação. Por outro lado, os nanofios de Co com menor área seccional têm sua magnetização revertida pelo modo de rotação coerente.

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