Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-A3WELQ
Type: Tese de Doutorado
Title: Estudo in-situ de filmes ultrafinos de Fe3O4/Pd(100), Fe3O4/Ag(100) e -Fe2O3/Pd(111) por dicroísmo circular magnético de raios-X
Authors: Gustavo Fóscolo de Moura Gomes
First Advisor: Roberto Magalhaes Paniago
First Co-advisor: Hans-dieter Erhard Karl-heinz Pfannes
First Referee: Hans-dieter Erhard Karl-heinz Pfannes
Second Referee: Luis Eugenio Fernandez Outon
Third Referee: Mario Sergio de Carvalho Mazzoni
metadata.dc.contributor.referee4: Jonder Morais
metadata.dc.contributor.referee5: Flavio Garcia
Abstract: O momento magnético de spin (ms) de filmes ultrafinos de magnetita (Fe3O4) determinado experimentalmente por vários grupos de pesquisa apresenta em geral valores muito abaixo do momento encontrado no monocristal (bulk ), o que é muito intrigante. Outra questão em aberto é: qual é a menor espessura para um filme de magnetita manter a mesma ordem ferrimagnética do bulk a temperatura ambiente? Motivados por essas questões, foi realizado um estudo sistemático da evolução do momento magnético de spin com o aumento da espessura do filme (8 a 45A) em duas direções cristálográficas ([100] e [111]) para magnetita e maghemita. Os filmes foram preparados in-situ por epitaxia de feixe molecular de Fe em ambiente de oxigênio, a caracterização química foi obtida por absorção de raios-X (XAS) e a direção de crescimento e a ordem cristalográfica dos filmes atestada pelos padrões de difração de elétrons de baixa energia (LEED). O comportamento magnético foi investigado via XMCD nas bordas L2;3 de absorção do ferro. Ciclos de histerese para cada íon de ferro por sítio (Fe2+ octa, Fe3+ octa, Fe3+ tetra) foram medidos e pela aplicação das regras de soma nos espectros dicroísmo circular magnético de raios-X (XMCD) obtivemos os valores de ms para uma série de filmes. Para as duas direções de crescimento investigadas o momento magnético de spin tem comportamento similar em função da espessura. Foi obtido ms = (3:6 0:2)B=f:u: para um filme de Fe3O4 de 35A de espessura, valor este próximo ao momento de bulk (4B=f:u:). Nossos resultados evidenciam que a ordem ferrimagnética e o valor integral de ms são preservados à temperatura ambiente para filmes de Fe3O4 com espessura em torno de duas células unitárias. Neste trabalho é ainda descrita a construção de um magnetômetro Kerr (MOKE) em ambiente de ultra alto vácuo com o qual é possível o estudo vetorial da magnetização (magnetometria 3D). São detalhados os passos para se extrair as magnetizações mx; my; mz de filmes ultra nos crescidos in-situ a partir de medidas em várias geometrias
Abstract: The spin magnetic moment (ms) for ultrathin magnetite films (Fe3O4) as determined experimentally by various groups presents much lower values than the moment for a single crystal (bulk ), which is very intriguing. Another open question is: what is the smallest thickness required for a magnetite film to maintain the bulk ferrimagnetic order at room temperature? Motivated by these questions, we have performed a systematic study on the evolution of the magnetic spin moment with increasing film thickness (8 to 45 A) in two crystallographic directions ([100] and [111]) for magnetite and maghemite. The films were prepared in situ by molecular beam epitaxy of Fe in oxygen environment, the chemical characterization was obtained by X-ray absorption spectroscopy (XAS) and the growth direction and the crystallographic order were attested by low energy electron diffraction (LEED). The magnetic behavior was investigated by XMCD at the L2;3 iron absorption edges. Hysteresis loops for each iron ion per site (Fe2+ oct, Fe3+ oct, Fe3+ tet ) were measured, and the sum rules were applied on X-ray magnetic circular dichroism spectra (XMCD) in order to obtain the ms values of a series of films. For both growth directions the magnetic spin moment has shown similar behavior as a function of thickness. We have obtained ms=(3.6+-0:2) B/f.u. for a 35A-thick Fe3O4 lm, close to the bulk (4B/f.u.) value. Our results show that the ferrimagnetic order and the full ms value are preserved at room temperature for Fe3O4 films around the thickness of two unit cells. This work also describes the construction of a home made Kerr magnetometer (MOKE) in ultra-high-vacuum environment, for vectorial study of magnetization (3D magnetometry). The steps of how to extract the mx; my; mz magnetizations of ultrathin films from a set of measurements in various geometries, are explained in detail.
Subject: Transição de spin
Filmes finos
Física
Efeito Kerr
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-A3WELQ
Issue Date: 15-Dec-2014
Appears in Collections:Teses de Doutorado

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
tese_gustavo_2015.pdf28.15 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.