Investigação de fenômenos magnéticos na interface ferromagneto/antiferromagneto

Abstract

Nesta dissertação são investigadas as propriedades magnéticas da interface constituída por um material ferromagnético (FM) e um material antiferromagnético (AF). As amostras investigadas foram preparadas por sputtering dc e foram caracterizadas por ressonância ferromagnética (FMR), magnetometria por efeito Kerr magneto-óptico (MOKE) e susceptibilidade ac (cAC). Os resultados experimentais foram interpretados a partir de um modelo fenomenológico no qual são consideradas a energia livre da camada FM (Zeeman, anisotropia e desmagnetização); a energia devido ao acoplamento na interface (exchange bias) e a energia da parede de domínio que se forma na camada AF. Parâmetros tais como: campo de anisotropia, campo de acoplamento na interface, campo da parede de domínio no AF, etc. são extraídos a partir dos resultados experimentais. É mostrado que os parâmetros extraídos a partir dos resultados de MOKE e cAC são iguais (dentro do erro experimental), por outro lado esses mesmos parâmetros são diferentes daqueles obtidos por FMR. O modelo foi testado em três sistemas com composições diferentes, produzindo resultados consistentes para todas as amostras. Com o objetivo de investigar o deslocamento que ocorre no campo de ressonância ferromagnética em bicamadas FM/AF, investigamos tricamadas nas quais um espaçador não-magnético é depositado entre a camada FM e a camada AF. Os espectros de absorção apresentaram dois modos de ressonância. Um deles apresenta uma variação angular com simetria C2 correspondendo ao modo uniforme do filme FM sem acoplamento. O outro modo ocorre em valores de campo correspondentes ao modo uniforme do filme FM acoplado. Porém a variação angular do campo de ressonância deste segundo modo apresenta nenhuma simetria. Também foram investigados, por susceptibilidade ac, filmes simples policristalinos de permalloy. Os resultados foram interpretados utilizando-se teorias fenomenológicas. Foi mostrado que a introdução termos que levam em conta os grãos policristalinos reproduzem os resultados experimentais