Estudo da reversão da magnetização em arranjos bidimensionais de nanocascas semi-esféricas de Permalloy

Abstract

Nesta Tese, são apresentados resultados experimentais e computacionais acerca das propriedades magnéticas de arranjos de nanocapas hemisféricas de Permalloy (Py), obtidas usando nanoesferas de sílica como molde. As nanoesferas foram produzidas pelo método de Stöber e os arranjos destas foram obtidos por sedimentação gravimétrica, sobre substrato de vidro. Foram analisados três tipos de amostras com espessuras da capa de Py de, 5 nm, 10 nm e 20 nm. A deposição de Py, foi realizada por pulverização catódica usando magnetron Sputtering sobre as matrizes de nanoesferas de sílica. Com o intuito de se observar a influência da organização das capas sobre suas propriedades magnéticas, foram separados dois grupos: organizado com simetria hexagonal e, desorganizado sem configuração definida.Para todas as amostras foram utilizadas técnicas de caracterização estrutural, magnética e morfológica. A caracterização estrutural de todas as amostras confirmou a fase cristalográfica correspondente à liga Fe-Ni (Permalloy). A morfologia das capas foi determinada utilizando a técnica de microscopia eletrônica de varredura, confirmando seus formatos esféricos e a organização das matrizes de nanoesferas de sílica. Picos característicos de Ni e Fe foram observados nos resultados de Espectroscopia de Energia Dispersiva, corroborando com os resultados obtidos por DRX. As medidas magnéticas, obtidas por meio de um magnetômetro de amostra vibrante, mostraram que os laços de histereses variam conforme a espessura de cada amostra. Estes resultados indicam a existência de um eixo de fácil magnetização na direção paralela ao plano do substrato e um eixo duro na direção perpendicular. Os estudos da dependência angular da coercividade mostraram um máximo em 70° medido em relação ao plano do arranjo. Este comportamento está relacionado à energia dipolar das nanocapas, gerando uma orientação intermediária em que se bloqueiam os momentos magnéticos. A reversão da magnetização mostrou que para as duas configurações de arranjos (ordenado e desordenado) há uma dependência com a direção do campo externo e os modos de reversão são um resultado das interações de troca e dipolares. Todos os resultados experimentais estão em concordância com os obtidos por simulação micromagnética.