60ª Reunião Anual da SBPC

INTRODUÇÃO:

Os filmes finos magnéticos com espessuras nanométricas podem ser estruturados na forma de monocamadas ou multicamadas e apresentam propriedades bem particulares que podem variar significativamente com o processo de produção. Os fenômenos observados nestes filmes são de grande interesse para a pesquisa básica em magnetismo, e também para a indústria de gravação magnética que vem crescendo bastante nos últimos anos. Além disto, oferecem ainda a possibilidade de construção de dispositivos para uso na nova eletrônica de spins, ou spintrônica, alguns destes dispositivos podem ser vistos em KIRK (2000). Neste trabalho, empregou-se a técnica de Ressonância Ferromagnética (RFM) para investigar as propriedades magnéticas de filmes finos de Cobalto produzidos no Laboratório de Filmes Finos e Superfícies do Departamento de Física da Universidade Federal de Santa Catarina. As amostras investigadas foram produzidas pelo processo de deposição eletroquímica, como descrito por ARAUJO (1997), a potencial constante, em banhos eletrolíticos de CoSO₄ (300 mM) + citrato de sódio (300 mM) + CuSO₄ (5 mM). As medidas de Ressonância Ferromagnética foram realizadas no Instituto de Física da Universidade Federal de Goiás utilizando o Espectrômetro Bruker ESP-300 operando com freqüência de micro-ondas de 9,6 GHz (Banda-X), com potência de micro-ondas de 0,2 mW, e campo de modulação com amplitude de 5,0 G e freqüência de 100 kHz. Todas as medidas foram realizadas com as amostras à temperatura ambiente.

METODOLOGIA:

O método usado para a obtenção da magnetização efetiva de filmes finos magnéticos consiste no estudo da dependência angular do espectro e campo de ressonância ferromagnética. As condições gerais de ressonância e de equilíbrio da magnetização dependem da orientação do campo aplicado em relação ao plano do filme e implicam em ω/γ = H_pp- 4πM_eff,quando o campo aplicado é perpendicular ao filme, e (ω/γ)² = H_// (H_// + 4πM_eff), quando o campo é paralelo ao filme, sendo ω a freqüência angular de micro-ondas e γ = ge/2m, a razão giromagnética. Assim a magnetização efetiva 4πM_eff pode ser deduzida a partir das medidas de campo de ressonância perpendicular H_pp e paralelo H_//, de acordo com a relação:

4πM_eff = H_pp + (H_///2) – [H_// (H_pp + 5H_///4)]^1/2

As medidas de FMR foram realizadas para dois filmes de Cobalto, ambos com espessura de 432 nm, o primeiro [MR16D07] produzido em banho de CoSO₄ + citrato de sódio, e o segundo [MR16D08], em banho de CoSO₄ + citrato de sódio + CuSO₄.

RESULTADOS:

Observando o espectro de RFM do filme MR16D07 verifica-se que para a configuração perpendicular do campo aplicado, o campo máximo produzido pelo eletromagneto (20000 G) não é suficiente para satisfazer a condição de ressonância. Entretanto, os espectros para as orientações de 87,5 e 92,5 graus com o plano do filme são praticamente idênticos. A simulação da dependência angular do campo de ressonância foi feita usando o Programa FMR-Basic, que considera todos os resultados experimentais e as condições gerais de ressonância e equilíbrio da magnetização, permite então extrapolar o valor do campo de ressonância perpendicular. Os valores de campo de ressonância paralelo [medido] e perpendicular [simulado] assim obtidos permitem o cálculo da magnetização efetiva.

CONCLUSÕES:

Os resultados de RFM mostram que a magnetização efetiva dos filmes finos de Co produzidos por deposição eletroquímica é bem inferior à do Co massivo (4πM_s = 17900 G; CULLITY (1972)), provavelmente devido a efeitos de superfície, tais como rugosidade e anisotropia magnética. Além disto, a presença de íons de Cu no banho eletrolítico também contribui para a redução da magnetização efetiva, devido à “mistura” de Co e Cu no filme.

Trabalho de Iniciação Científica

Palavras-chave: ressonância ferromagnética, filmes magnéticos, filmes finos de cobalto

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