Propriedades magnéticas quase-estáticas de filmes ferromagnéticos amorfos de FeCuNbSiB

Today, one of the topics that attracts interest of the scientific community is the understanding of magnetic properties of magnetic systems with reduced dimensions, in particular, ferromagnetic thin films. In this case, the comprehension and control of these properties, as well as the development of routes to obtain them, are crucial issues in many aspects of current and future technologies for storage and transmission of information in the electro-electronic industry. There are several materials that exhibit soft magnetic properties, and we highlight the amorphous alloys and that ones obtained by partial crystallization, so-called nanocrystalline materials. The production of these alloys as magnetic ribbons is very common in scientific and technological area, but there are just a few works related to the production of these alloys as thin films. In this work, we studied the quasi-static magnetic properties of ferromagnetic thin films based on FeCuNbSiB in a wide range of thicknesses, from 20 to 500 nm, produced by sputtering. In particular, after the structural characterization performed via X-ray diffraction, the magnetic properties of the sets of samples were investigated using experimental magnetization curve, obtained using a vibrating sample magnetometer, as well as through theoretical curves obtained by theoretical modeling and numerical computation. The modeling process is based on the Stoner Wohlfarth model applied to three dimensions, and adds some energy terms, using as reference experimental results of magnetization. In this case, from the comparison between theoretical and experimental results and the analysis of the constant anisotropy behavior as a function of film thickness, we aim to obtain further information on the magnetization process of the samples, to identify routes for the production of thin films and develop a theoretical to films to use it, in the future, in the obtainment of the theoretical curves of some magnetic measurements, such as magnetoimpedance and magnetoresistance

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico

Dentre os temas que despertam interesse da comunidade científica atualmente está o entendimento das propriedades magnéticas de sistemas magnéticos com dimensões reduzidas, em particular, filmes finos ferromagnéticos. Neste caso, a compreensão e o controle destas propriedades, bem como o desenvolvimento de rotas para sua obtenção, são temas cruciais em muitos aspectos das tecnologias atuais e futuras de armazenagem e transmissão da informação na indústria eletro-eletrônica. Dos materiais que exibem propriedades magnéticas macias, destacam-se as ligas amorfas e as ligas obtidas por cristalização parcial das mesmas, os chamados materiais nanocristalinos. A produção destas ligas na forma de fitas magnéticas tem sido muito comum no meio tecnológico e científico, porém são escassas as produções de filmes finos desta liga. Neste trabalho, realizamos um estudo das propriedades magnéticas quase-estáticas de filmes ferromagnéticos à base de FeCuNbSiB, em uma vasta faixa de espessuras, de 20 a 500 nm, produzidos pela técnica de sputtering. Em particular, após caracterização estrutural, realizada via difratometria de raios-X, as propriedades magnéticas dos conjuntos de amostras foram investigadas através de curvas de magnetização experimentais, obtidas utilizando-se um magnetômetro de amostra vibrante, bem como através de curvas teóricas obtidas através de modelagem e computação numérica. O processo de modelagem toma como base o modelo Stoner-Wohlfarth aplicado para três dimensões, e acrescenta os alguns outros termos de energia, tomando como referência os resultados experimentais para magnetização. Neste caso, a partir da comparação dos resultados teóricos e experimentais e da análise do comportamento das constantes de anisotropia em função da espessura dos filmes, busca-se obter informações sobre o processo de magnetização das amostras, identificar rotas para a produção de filmes finos e desenvolver uma abordagem teórica para filmes com o intuito de, no futuro, utilizá-la para a obtenção de curvas teóricas de outras medidas magnéticas, tais como magnetoimpedância e magnetoresistência