Produção e estudo de multicamadas magnéticas em substrato flexível

Magnetic multilayers are the support for the production of spintronic devices, representing great possibilities for miniaturized electronics industry. having the control to produce devices as well as their physical properties from simple multilayer films to highly complex at the atomic scale is a...

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Detalhes bibliográficos
Autor principal: Silva, Ubiratan Correia
Outros Autores: Oliveira, Alexandre Barbosa de
Formato: doctoralThesis
Idioma:por
Publicado em: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Assuntos:
Magnetismo
anisotropia magnética e multicamadas magnéticasMagnetismo
anisotropia magnética e multicamadas magnéticas
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
Endereço do item:https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/20691
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Silva, Ubiratan Correia
Produção e estudo de multicamadas magnéticas em substrato flexível
description Magnetic multilayers are the support for the production of spintronic devices, representing great possibilities for miniaturized electronics industry. having the control to produce devices as well as their physical properties from simple multilayer films to highly complex at the atomic scale is a fundamental need for progress in this area, in recent years has highlighted the production of organic and flexible spintronic devices. Because of this trend, the objective of this work was to produce magnetic multilayers deposited on flexible substrate using magnetron sputtering dc technique. Three sets of samples were prepared. The first set composed of the trilayer type CoFe=Cu(t)=CoFe with different thickness of the metallic spacer. The second set consists of two multilayer subgroups, CoFe=Cu in the presence of IrMn layer as a buffer and the next multilayer as cap layer. The third set consisting of non-magnetostrictive multilayer permalloy (Py=Ta and Py=Ag) on flexible substrate and glass. The magnetic properties, were investigated by magnetometry measurements, ferromagnetic resonance and magnetoimpedance (MI), measurements were carried out at room temperature with the magnetic field always applied on the sample plane. For structural analysis, the diffraction X-ray was used. The results of the trilayer showed a high uniaxial anisotropy field for the sample with a spacer of 4.2 nm. For the multilayer in the presence of IrMn layer as the buffer, the study of static and dynamic magnetic properties showed isotropic behavior. For the multilayer in the presence of IrMn layer as a cap, the results of static magnetic properties of the magnetic behavior exhibited a spin valve structure type. However there was a disagreement with results of ferromagnetic resonance measurements, which was justified by the contribution of the unstable and stable grain to the rotatable anisotropy and Exchange bias in ferromagneticantiferromagnetic interface. The third serie of samples showed similar results behavior for the MI Ag multilayers spacer in both substrates. There are also significant MI changes with the Ta spacer, possible associated with the compressive stress on the flexible substrate sample.
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Because of this trend, the objective of this work was to produce magnetic multilayers deposited on flexible substrate using magnetron sputtering dc technique. Three sets of samples were prepared. The first set composed of the trilayer type CoFe=Cu(t)=CoFe with different thickness of the metallic spacer. The second set consists of two multilayer subgroups, CoFe=Cu in the presence of IrMn layer as a buffer and the next multilayer as cap layer. The third set consisting of non-magnetostrictive multilayer permalloy (Py=Ta and Py=Ag) on flexible substrate and glass. The magnetic properties, were investigated by magnetometry measurements, ferromagnetic resonance and magnetoimpedance (MI), measurements were carried out at room temperature with the magnetic field always applied on the sample plane. For structural analysis, the diffraction X-ray was used. The results of the trilayer showed a high uniaxial anisotropy field for the sample with a spacer of 4.2 nm. For the multilayer in the presence of IrMn layer as the buffer, the study of static and dynamic magnetic properties showed isotropic behavior. For the multilayer in the presence of IrMn layer as a cap, the results of static magnetic properties of the magnetic behavior exhibited a spin valve structure type. However there was a disagreement with results of ferromagnetic resonance measurements, which was justified by the contribution of the unstable and stable grain to the rotatable anisotropy and Exchange bias in ferromagneticantiferromagnetic interface. The third serie of samples showed similar results behavior for the MI Ag multilayers spacer in both substrates. There are also significant MI changes with the Ta spacer, possible associated with the compressive stress on the flexible substrate sample. Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Multicamadas magnéticas são a base para a produção de dispositivos spintrônicos e possuir o domínio na produção de tais multicamadas é fundamental para obter avanços nesta área, e nos últimos anos está em destaque a produção de dispositivos spintrônicos flexíveis. Devido a essa tendência, o objetivo do presente trabalho é produzir multicamadas magnéticas depositadas em substrato flexível utilizando a técnica de Magnetron sputtering dc. Três conjuntos de amostras foram confeccionados. O primeiro conjunto, constituído de tricamadas do tipo CoFe=Cu(t)=CoFe com diferentes espessuras do espaçador metálico. O Segundo conjunto, composto por dois subgrupos de multicamadas CoFe=Cu com a presença do IrMn como buffer layer ou cap layer. O terceiro conjunto, constituído por multicamadas de Permalloy (Py=Ta e Py=Ag) em substrato da Kapton e substrato de vidro. Para a investigação das propriedades magnéticas, foram realizadas medidas de magnetometria de amostra vibrante, ressonância ferromagnética e magnetoimpedância (MI). Todas executadas em temperatura ambiente e com campo magnético aplicado sempre no plano da amostra. Para a análise estrutural, a técnica de difração de raios-X foi usada. Os resultados das tricamadas mostraram a apresença de uma anisotropia uniaxial, para a amostra com espaçador de 4;2 nm. Para a multicamada com a presença do IrMn entre a camada buffer e FM, os resultados das propriedades magnéticas estáticas e dinâmicas apresentaram comportamento isotrópico. Para a multicamada com a presença do IrMn entre a camada FM e a cap layer, os resultados das propriedades magnéticas estáticas apresentaram o comportamento magnético de uma estrutura tipo válvula de spin. Entretanto houve uma divergência com resultados das medidas de ressonância ferromagnética, a qual foi justificada devido à contribuição dos grãos instáveis e estáveis para a anisotropia rodável e anisotropia de polarização (Exchange bias) na interface ferromagnética-antiferromagnética. Para a terceira série de amostras, os resultados apresentaram comportamentos semelhantes da MI cujo espaçador foi a prata (Ag), para ambos os substratos e variação significativa nas amostras com o espaçador por Ta onde foi possível associar a variação da magnetoimpedância entre os substratos de vidro e flexível, ao estresse compressivo na amostra de substrato flexível. 2016-06-13T20:18:34Z 2016-06-13T20:18:34Z 2015-08-28 doctoralThesis SILVA, Ubiratan Correia. Produção e estudo de multicamadas magnéticas em substrato flexível. 2015. 119f. Tese (Doutorado em Física) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2015. https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/20691 por Acesso Aberto application/pdf Universidade Federal do Rio Grande do Norte Brasil UFRN PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FÍSICA

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