A influência de uma camada magneticamente macia em filmes finos que apresentam exchange bias

Abstract

Este trabalho reúne medidas de magnetização e de difratometria de raios-x com o objetivo de realizar a caracterização magnética e estrutural de amostras magnéticas. As amostras são filmes finos compostos por IrMn (7 nm) / Ni81Fe19 (tNiFe) / Co (5 nm), depositados via desbastamento iônico onde a espessura, tNiFe, do permalloy (Ni81Fe19) foi variada entre 0 e 1,5 nm. Os filmes foram tratados termicamente durante 15 min, em uma temperatura de 210 ºC e resfriados na presença de um campo magnético. A caracterização estrutural confirma o crescimento da textura (111) no IrMn, a qual é fundamental para a observação do exchange bias. As curvas de magnetização, obtidas via AGFM das amostras como feitas, apresentam a assinatura de EB. Já nas amostras tratadas termicamente, percebemos que um efeito de EB mais significativo foi ativado. Analisando o campo de EB das amostras tratadas em função da espessura da camada de permalloy observa-se a presença de um máximo com valor de HEB significativamente maior se comparado com o da amostra sem Ni81Fe19. Este reflete um comportamento novo, em que o aumento do HEB é atribuído a um acréscimo no número de spins não-compensados na interface AF/FM provocado pela camada de permalloy.

This study presents magnetization and x-ray diffraction data in order to perform the structural and magnetic characterization of magnetic samples. The samples under consideration are thin films with composition IrMn (7 nm) / Ni81Fe19 (tNiFe) / Co (5 nm), where the thickness of the permalloy layer, tNiFe, is varied between 0 and 1.5 nm. The films were annealed at 210 ºC for fifteen minutes and cooled down in a presence of magnetic field. The structural characterization confirms the growth of texture (111) of the IrMn layer, which is crucial for the observation of the exchange bias. The magnetization curves, obtained via AGFM of the as-made samples, showed EB. On the other hand, the EB effect was accentuated by the annealing. Analyzing the behavior of the EB field as a function of the permalloy thickness, one observes a maximum with EB field value higher than the HEB value of the sample with no Ni81Fe19 layer. This maximum reflects a new behavior where the increase in HEB could be attributed to an increased number of uncompensated spins at the AF/FM interface due to the presence of the permalloy layer.