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Título

Caracterización de la anisotropía magnética perpendicular de láminas continuas y multicapas de DyCo5

AutorBlanco-Roldán, C.; Hierro-Rodríguez, A. ; Díaz, Javier; Valdés-Bango, F. ; Teixeira, J. M.; Rubio, Honorino ; Martín, José Ignacio ; Quirós, Carlos ; Alameda, J. M.
Fecha de publicación2015
EditorReal Sociedad Española de Física
CitaciónXXXV Bienal de la RSEF (2015)
Resumen[Introducción]: Las láminas delgadas de aleaciones amorfas de tierra rara y metal de transición han sido ampliamente estudiadas por la posibilidad de controlar sus propiedades magnéticas mediante una elección adecuada de su composición y grosor. En este trabajo analizamos el comportamiento magnético de dos aleaciones amorfas de DyCo5, una preparada en forma de lámina continua y otra en forma de multicapa de periodo ultrafino, mediante el análisis combinado de ciclos de histéresis globales, obtenidos mediante técnicas de magnetometría, y de ciclos específicos al Dy y al Co, obtenidos mediante dicroísmo magnético circular de rayos X (XMCD). Además, los resultados obtenidos se comparan con los de láminas de referencia de YCo5, preparadas con el fin de extraer el comportamiento magnético de los átomos de Co en un entorno químico similar al de las aleaciones de DyCo5. Nuestros resultados complementan los publicados recientemente para aleaciones de DyCo3, aunque en nuestro caso hemos realizado una caracterización a campos magnéticos más elevados y hemos aplicado una interpretación compatible con los modelos esperimagnéticos característicos de este sistema. [Experimental]: Las muestras, de 35 nm de grosor, han sido preparadas por pulverización catódica de blancos de Dy (pureza 99.9 % atómico), Y (99.9 % atómico) y Co (99.99 % atómico) a una presión de Ar+ de 2.9 x 10-3 mbar. Todas las muestras tienen una capa protectora de 3.5 nm de grosor y una capa de transición, directamente sobre el sustrato, de 5 nm de grosor, ambas de Al. Su composición ha sido estimada mediante medidas de fluorescencia de rayos X obtenidas en una microsonda electrónica (EPMA, modelo CAMECA SX-100) de los Servicios Científico-Técnicos de la Universidad de Oviedo. Las propiedades magnéticas se han determinado utilizando dos métodos complementarios. En primer lugar, medidas de magnetometría por muestra vibratoria (VSM) con campos magnéticos perpendiculares a la superficie (hasta 9 T) y mediante un dispositivo superconductor de interferencia cuántica (SQUID), con campos paralelos y perpendiculares a la superficie de la muestra (hasta 6 T), han dado cuenta del comportamiento magnético global del sistema entre 5 K y 300 K. Por otro lado, ciclos de histéresis específicos del Dy y del Co se han obtenido mediante XMCD (hasta 6 T) utilizando radiación sincrotrón circularmente polarizada a energías correspondientes a los bordes M5 del Dy y L3 del Co. Tanto en el caso del DyCo5 como del YCo5, se han crecido dos tipos de muestras. En el primer caso, muestras denominadas S, se han encendido simultáneamente ambos blancos de Dy y Co hasta completar los 35 nm de grosor. En el segundo caso, muestras denominadas A, se han ido encendiendo y apagando alternativamente los blancos de Dy y de Co, preparando capas puras alternas de Dy y de Co con grosores nominales en el entorno de la monocapa, pero con una composición neta promedio y espesor final similares a los de la muestra DyCoS. Las medidas de composición indican que ambas muestras están en torno a la estequiometría esperada, con una diferencia del 1-2 % atómico. El mismo proceso de crecimiento se ha llevado a cabo con las muestras de referencia de YCo5.
[Resultados]: Las medidas de magnetometría realizadas con campos aplicados en el plano y fuera del plano de la lámina indican que las muestras de DyCo5 tienen anisotropía perpendicular, mientras que las de YCo5 carecen de ella. Teniendo en cuenta que el YCo5 y el DyCo5 tienen una estructura atómica y un entorno químico similares, con la salvedad de que el Y es no magnético y el Dy sí lo es, se puede concluir que el Co no es el causante de la anisotropía perpendicular observada en las muestras de DyCo5. Además, se observa que los campos coercitivos perpendiculares aumentan al enfriar, en buen acuerdo con lo esperado en modelos de anisotropía aleatoria y canje. Se confirma el comportamiento ferrimagnético de las aleaciones con temperaturas de compensación de 120 K para la muestra DyCoS y 90 K para la lámina DyCoA. La diferencia en el valor de temperatura de compensación puede deberse a la ligera modificación de la composición mencionada anteriormente, puesto que en este tipo de materiales se ha observado que variaciones muy leves de composición, en torno al 1 % atómico, generan cambios de la temperatura de compensación de varias decenas de K. Por otro lado, los ciclos XMCD selectivos al elemento tienen sentidos opuestos para el caso del Dy y del Co. Además, se observan pendientes en los ciclos compatibles con la presencia de una distribución de momentos magnéticos en forma de conos, de acuerdo con lo esperado en aleaciones esperimagnéticas. La evolución de estos ciclos en función de la temperatura confirma la inversión de la orientación de los momentos magnéticos del Dy y del Co a ambos lados de la temperatura de compensación y sugiere cambios en la estructura de los conos observados a medida que se enfría el sistema.
DescripciónResumen del póster presentado a la XXXV Reunión Bienal de la Real Sociedad Española de Física y al 25º Encuentro Ibérico de Enseñanza de la Física, celebrados en Gijón (España) del 13 al 17 de julio de 2015.-- et al.
URIhttp://hdl.handle.net/10261/137585
Aparece en las colecciones: (CINN) Comunicaciones congresos
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