Técnicas magneto-ópticas aplicadas ao estudo de filmes finos e válvulas de spin

O que fizemos?

• Filme fino magnético

– Deposição de filme utilizando a técnica de deposição por Feixe Iónico

– Medida da magnetização por efeito Kerr

• Válvulas de spin: magnetoresistência gigante (GMR)

– Medida do GMR– Medida da magnetização por efeito Kerr

Estrutura

• Origem do magnetismo• Válvulas de spin e filmes finos• Deposição por feixe iónico• Efeito Kerr• Magnetoresistência• Resultados obtidos• Conclusão

O que é o magnetismo?

• Campo magnético é gerado por:– Movimento orbital dos electrões– Spin

• Substâncias magnéticas (ex: ferro, cobalto e níquel)

Tipos de ordenamento magnético

• Ferromagnetismo

• Antiferromagnetismo

• Paramagnetismo

Deposição por feixe iónico

Estrutura da válvula de spin

MnIr 8 nm

Cu 2,4 nm

Camadaantiferromagnética

Camada ferromagnética livre

CoFe 2,5nm

CoFe 2,5 nm

NiFe 3 nm

Camada ferromagnética fixa

Camada metálica não magnética

Máquina de deposição por feixe iónico

Câmara de oxidação

Câmara de deposição

Canhão de feixe iónico

Fonte iónica

substrato

shutter

Alvos: CoFe

Sistema de vácuo

Efeito Kerr

• Alteração do ângulo do feixe de luz polarizado devido à presença dos momentos magnéticos.

Momento magnético

Luz polarizada

Luz reflectida

Medição da magnetização de um filme de CoFe de 30 nm de espessura

Medição da magnetização da válvula de spin

Magnetoresistência

• Descoberta por William Thomson, em 1856• Cabeças de gravação e sensores magnéticos• A magnetoresistência numa válvula de spin

Baixa resistência Alta resistência

Porquê uma maior magnetoresistência?

• Maior sensibilidade das válvulas de spin

• Bits mais pequenos

• Discos rígidos mais pequenos e com maior capacidade

Medição de magnetoresistência

300 K

Conclusão

• Aprendemos que a técnica de deposição por feixe iónico é utilizada para a produção de filmes finos e multicamadas (ex: válvulas de spin)

• Observamos o comportamento magnético de um filme fino de CoFe e de uma válvula de spin através do efeito Kerr.

• Medimos a magnetoresistência de uma válvula de spin.

FIMAgradecimentos:

José Miguel Diana LeitãoFaculdade de Ciências da Universidade do

PortoA VOCÊS!!