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Técnicas Magneto-Ópticas Aplicadas ao Estudo de Filmes Finos e Válvulas de Spin
Projecto realizado por:David Docampo GarcíaJoão Filipe Ângelo SioMaria Bourbon RuãoMónica Pinho OliveiraTiago Vieites Branco Fonseca
Escola de Verão de FísicaDepartamento de Física da FCUP
03/09/2010
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Resumo
Magnetismo: Origem Física Aplicações Válvulas de Spin Deposição por Feixe Iónico Técnica Magneto-Óptica de Efeito
Kerr Resultados
Medida da Magnetorresistência Resultados
Conclusões
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Magnetismo: Origem Física
Resultante de cargas eléctricas em movimento: Spin do electrão; Rotação do electrão em
torno do núcleo; Ordem magnética dos
materiais: Paramagnéticos; Ferromagnéticos; Antiferromagnéticos; ...
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Aplicações
Discos rígidos; Cabeças de leitura dos discos
rígidos; Memórias magnéticas; …
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Estrutura e Composição da Válvula de Spin
•Camada de protecção
Ta
•Camada antiferromagnética
MnIr
•Camada ferromagnética fixa
CoFe
•Camada não magnética
Cu
•Camada ferromagnética livre
CoFe/NiFe
•Camada de adaptação
Ta
•Substrato
Vidro
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Válvulas de Spin
Devido à interacção entre a camada ferromagnética e antiferromagnética, a primeira torna-se fixa, em relação à camada livre;
Momentos paralelos -> menor resistência
Momentos antiparalelos -> maior resistência
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Deposição por Feixe Iónico
Vácuo; Canhão com gás árgon
ionizado, direccionado por um campo eléctrico;
Alvo com material a depositar atingido por um feixe de plasma;
Transferência de momento linear;
Ejecção de átomos para o substrato (silício ou vidro).
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Técnica Magneto-Óptica de Efeito Kerr
Laser gasoso (He-Ne); Polarizador linear; Incidência do feixe na
amostra magnetizada; Rotação durante a
reflexão se o material for ferromagnético;
Lamina de meio comprimento de onda;
Prisma de Wollaston; Fotodíodos.
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Técnica Magneto-Óptica de Efeito Kerr
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Resultados: Válvula de Spin
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Resultados: Filme de Co
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Medida da Magnetorresistência Passa-se uma corrente
eléctrica na amostra magnetizada;
Mede-se a tensão;
Através desta técnica é possível saber se os momentos magnéticos das camadas ferromagnéticas estão paralelas ou antiparalelas entre si.
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Resultados: Válvula de SpinResistência em função do campo magnético para a válvula de spin
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Conclusões
Aprendemos uma das técnicas de deposição de filmes finos;
Observámos como o efeito Kerr pode ser usado na caracterização de materiais ferromagnéticos;
Calculámos a magnetorresistência aplicando um campo magnético variável;
Apercebemo-nos das várias aplicações dos materiais magnéticos.
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Agradecimentos
Monitores: José Miguel e Diana Leitão Escola de Verão de Física Departamento de Física, FCUP Todos os colegas