Generación de texturas de espín y paredes de dominio en nanoestructuras de óxidos correlacionados

Resum

El capítulo 1 es una introducción general sobre los óxidos fuertemente correlacionados y los materiales que se van a estudiar. Se describen los aspectos físicos que hay detrás de las manganitas en general y el LSMO en particular, con especial atención a los efectos de espín como la magnetorresistencia. Se introduce también la superconductividad de tipo II con el YBCO como ejemplo paradigmático y el modelo de estado crítico de Bean. El capítulo 2 describe las técnicas experimentales que se utilizan en este trabajo. Se explica el crecimiento por pulverización catódica o sputtering, el análisis estructural de las muestras con difracción de rayos X, el análisis morfológico con microscopía de fuerzas atómicas (AFM) y de magnetrotrasporte en criostato de ciclo cerrado de He. Por su importancia, se desarrolla el proceso de fabricación de nanoestructuras con litografía por haz de electrones, el ataque y la deposición de contactos metálicos con litografía óptica. Finalmente se detallan las dos técnicas de caracterización magnética en la escala nanométrica utilizadas, las imágenes de dicroísmo circular magnético (XMCD) en el microscopio de fotoemisión de electrones (PEEM) y el microscopio de fuerzas magnéticas (MFM). En el capítulo 3 se describe el estudio de la nucleación y manipulación de paredes de dominio en nanohilos de LSMO diseñados para tener una región donde compiten diferentes anisotropías de forma. Se explican los detalles particulares de la fabricación, y se hace un amplio estudio magnético y de transporte de los dispositivos, que permite entender la formación y el movimiento de las paredes de dominio de 180º al invertir el campo. Se fabrican nanodispositivos diseñados para modificar la dinámica de las paredes, consiguiendo mejorar su magnetorresistencia para su aplicación práctica. El capítulo 4 consiste en el estudio de texturas magnéticas generadas por la interacción de las corrientes superconductoras en un material ferromagnético adyacente. Se dan los detalles del proceso de fabricación de las estructuras superconductoras y el posterior recubrimiento magnético, y se describe el estudio magnético de las texturas de espín generadas. Aparece en el plano un patrón característico que es sorprendentemente robusto cuando la capa ferromagnética se limita a la estructura superconductora y sobrevive hasta temperatura ambiente. En la dirección perpendicular al plano, el campo del superconductor genera una nucleación preferente de las paredes de dominio en los bordes de la estructura superconductora, y una propagación hacia el centro que crea una variación del campo coercitivo del ferromagnético dependiendo de la posición en el plano. En el capítulo 5 se hace un resumen de las principales conclusiones de este trabajo.