Investigação de fenômenos spintrônicos : fabricação de estruturas micrométricas e submicrométricas utilizando litografia óptica

Abstract

Em 2017, Alves-Santos et al.(1) descobriram que ao fabricar filmes finos de platina com nanopartículas de prata diluídas no meio, era possível manipular a eficiência do processo de conversão de correntes de spin em carga, por meio de uma combinação dos efeitos Spin Hall Inverso (ISHE) e Rashba-Edelstein Inverso (IREE), ao variar a quantidade de nanopartículas de prata. Apesar de seus resultados mostrarem um avanço na área, a fabricação de nanopartículas por sputtering não é algo fácil de se conseguir. Nessa dissertação é feito uma continuação do trabalho de Alves-Santos et al. As nanopartículas de prata são feitas de maneira controlada por meio da técnica de litografia óptica e a investigação do processo de conversão de correntes é feito pelo processo de bombeamento de spins. A partir dos resultados obtidos, foi possível concluir que o efeito visto por Alves-Santos et al. é real e que as interfaces podem ser fabricadas de maneira sistemática, também foi verificado que, por causa das nanopartículas de prata, há um aumento da corrente IISHEAg de aproximadamente 6 vezes em comparação com a amostra de referência quando se tem cerca de 80.000 partículas com 3 nm de espessura de Ag. Além disso, fazendo uso do filme de platina com nanopartículas de prata, foi fabricada uma barra Hall onde foram litografadas elipses micrométricas de uma liga ferromagnética de Ni81Fe19 conhecida como Permalloy (Py). Nesse sistema, ao injetar uma corrente de carga DC observou-se que é possível gerar sinais em frequência de até 10 GHz. Também foi possível observar que ao usar correntes de carga AC com baixa frequência (10 Hz) sinais em frequências acima de 10 GHz são gerados.