Investigação de fenômenos spintrônicos em materiais clássicos e quânticos

Abstract

Nesta dissertação são investigados vários fenômenos que envolvem a interação dos graus de li- berdade de spin e carga do elétron em diversos materiais. Investigamos amostras fabricadas por sputtering DC e RF com as seguintes composições: Si/FM, Si/FM/NM, e Si/FM1/NM/FM2 onde FM = N i81F e19, Co, Ni, Fe e NM; NM = Pt ou Sb. Entre os fenômenos investigados destacamos: (i) Injeção de spin em Si-p e Si-n, onde foi investigada a conversão de spin em carga, bem como o papel da junção Schottky no fenômeno; (ii) Autoconversão de onda de spin em corrente de carga nos metais NiFe, Fe e Co; (iii) Conversão de corrente de spin em carga, quando a corrente de spin é injetada nas duas superfícies de Sb. Neste caso estudamos o papel desempenhado pelos estados de superfície e de volume no processo de conversão. Vimos que as amostras de FM/Sb(t)/FM onde t é a espessura do filme de Sb o sinal DC obtido através do processo de spin-pumping é devido ao efeito Rashba, característico de conversão na su- perfície/interface. Inicialmente para analisarmos as amostras de silício, fizemos um estudo do processo de remoção da camada de óxido através do processo de plasma etching. Nesta etapa utilizamos dois métodos para caracterizarmos a remoção do óxido, primeiramente utilizando o perfilômetro, para calcularmos a taxa de remoção em função do tempo de exposição ao plasma e potência de RF, e por fim, fazendo curvas I-V para caracterizarmos a ohmicidade das amostras.