Crecimiento y caracterización de películas delgadas de la aleación magnetostrictiva Fe_1-xGa_x: correlación entre la textura cristalina y sus propiedades magnéticas
La optimización de los dispositivos electrónicos es una de las mayores premisas de la industria tecnológica, apuntando por un lado al aumento de las velocidades de almacenamiento y por otro a una disminución de los consumos de energía. Recientemente se ha prestado especial interés a los dispositi...
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| Autor principal: | |
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| Formato: | Tesis NonPeerReviewed |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
2020
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| Materias: | |
| Acceso en línea: | http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/984/1/1Ramirez_Chamorro.pdf |
| Aporte de: |
| Sumario: | La optimización de los dispositivos electrónicos es una de las mayores premisas
de la industria tecnológica, apuntando por un lado al aumento de las velocidades de
almacenamiento y por otro a una disminución de los consumos de energía. Recientemente
se ha prestado especial interés a los dispositivos espintrónicos en los cuales es
posible controlar de manera simultánea la carga y el espín de los electrones. Debido
a la miniaturización, la aplicación de campos externos para modificar el estado de
la magnetización no es posible. Por lo tanto, es necesaria la utilización de métodos
alternativos. Uno de ellos es aprovechar el acople magneto-elástico. Para poder emplear
este método necesitamos materiales con alta constante de magnetostricción. Un
material muy prometedor es la aleación hierro-galio Fe_1-xGa_x (Galfenol) debido a su
alta magnetostricción (~ 400 ppm), gran ductilidad, alta temperatura de Curie, bajo
campo de saturación, baja coercitividad y modesto costo en relación a aleaciones magnetostrictivas
en base a tierras raras como terfenol-D (Tb_xDy_1-xFe_2). Las propiedades
magneticas de las aleaciones de Fe-Ga en películas delgadas dependen fuertemente de
la microestructura y en particular de la textura cristalográfica inducida durante el proceso
de crecimiento. Puede ser influenciada por distintos parámetros como: tiempo de
depósito, presión de argón, tipo y temperatura de sustrato, distancia blanco-sustrato,
potencia de bombardeo o tratamientos térmicos post-crecimiento. De manera muy especial,
la razón de concentraciones en la aleación afecta de manera significativa la
estructura del material y modifica radicalmente su comportamiento magnetostrictivo.
En este trabajo se fabricaron diferentes series de películas delgadas de la aleación
Fe_1-xGa_x en diferentes condiciones de crecimiento y se estudió el comportamiento magnetostrictivo
de las muestras con distintas técnicas que nos entregan información de la
composición química, estructura y comportamiento magnético.
Primero se realizó un estudio de las muestras fabricadas mediante la técnica de pulverizaci
ón catódica, analizando efectos de tipo de sustrato y temperatura de recocido,
buscando la formación de distintos tipos de textura cristalográfica en el material que
afectan sus propiedades magnéticas.
Ampliando el estudio del comportamiento magnético de la aleación se estudió la
influencia de la presión de pulverización, nuevamente a partir de detallados estudios
de textura cristalográfica y tensiones residuales, donde a partir de modelos energéticos
se pudieron predecir satisfactoriamente los resultados experimentales de resonancia
ferromagnética.
Se prestó especial interés en el diseño y armado de un equipo para la medición de
constantes magneto-elásticas para películas delgadas por la técnica de deflexión de cantilever
que posibilitó realizar los estudios de muestras donde además de la variación de
la concentración de galio se modificó el tipo y temperatura de sustrato. Una comprensi
ón detallada de sus propiedades magneto-elásticas resulta imprecindible pensando en
futuras aplicaciones en dispositivos donde la magnetostricción de los materiales se pueda
modificar según las necesidades mediante el control de su microestructura a través
de parámetros en el crecimiento. |
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