Processos de Magnetização e Magnetoimpedância em Filmes com Exchange Bias

Neste trabalho sao investigados os processos de magnetizacao e a magnetoimpedância (MI) em filmes com exchange bias (EB). Sao estudados dois conjuntos de amostras: Ni50O50/Ni81Fe19 e Ni81Fe19/Fe50Mn50/Ta produzidas como bi e multi-camadas. As amostras foram produzidas por magnetron sputtering sobre substrato de vidro e Si (100), respectivamente. No primeiro caso a anisotropia de troca foi induzida apos a deposicao atraves de um processo de resfriamento em campo desde T > TN (onde TN e a temperatura de Neel do antiferromagneto) ate a temperatura ambiente. No segundo caso o EB foi induzido durante o crescimento das amostras atraves da aplicacao de um campo estatico de 460 Oe. A caracterizacao estrutural das amostras foi feita via medidas de difracao de raios-x XRD) a altos ângulos, utilizando uma configuracao q-2q e radiacao Cu-Ka. A caracterizacao magnetica estatica foi feita atraves de medidas de magnetizacao obtidas com um magnetometro de amostra vibrante (VSM) que permite a aplicacao de um campo em diferentes orientacoes em relacao a uma direcao de referencia. As componentes resistivas e indutivas da impedância foram medidas em funcao da frequencia (100 kHz 1.8 GHz) e do campo estatico (H = ± 300 Oe). As impedâncias das multicamadas de NiO foram praticamente insensiveis as variacoes de campo e de frequencia, devido principalmente as altas anisotropias e relativamente baixas espessuras destas estruturas. Variacoes de impedância de ate 70 % foram obtidas com as multicamadas de iFe/FeMn/Ta. Alem disso, as curvas de MI obtidas sao inteiramente deslocadas da posicao de simetria usual em torno de H = 0, para o caso de uma amostra com anisotropia uniaxial, para H = Heb (onde Heb e campo de bias obtido das curvas de magnetizacao estatica pela medida do deslocamento do centro da curva de histerese). A dependencia angular do campo de bias, em relacao ao ângulo entre o campo estatico (aplicado no plano do filme) e a direcao preferencial da anisotropia (paralela a direcao do campo de resfriamento) foi obtida. Os dados experimentais foram ajustados usando um modelo de Stoner-Wolfarth modificado pela inclusao de um temo de troca e de um termo associado a formacao de uma parede de dominios no material antiferromagnetico na expressao para a densidade de energia livre magnetica. A relacao de dispersao (fr vs. H) foi experimentalmente obtida dos espectros em frequencia da MI, os quais apresentam nitidas caracteristicas associadas a ressonância ferromagnetica (FMR). Do ajuste teorico da relacao de dispersao utilizando a formula de Smit-Beljers, na qual a frequencia de ressonância e expressa em termo dos ângulos de equilibrio da magnetizacao e das derivadas em segunda ordem da energia em relacao a estes ângulos, parâmetros intrinsecos das amostras, tais como as anisotropias, foram estimados. Em suma, unindo o EB e a MI em um unico sistema foram criadas amostras com caracteristicas magneticas singulares. As curvas de MI destas amostras sao deslocadas em relacao ao eixo dos valores de campo.