Continuous and nanopatterned TbCo based heterostructures with in-plane and perpendicular anisotropy

Resumen

A lo largo de este estudio investigamos las propiedades magnéticas, los procesos de inversión de la imanación y la posibilidad de controlar la anisotropía magnética de las películas amorfas de TbCo cambiando su composición y las condiciones de pulverización catódica. Debido a la compleja configuración espermagnética y a los múltiples parámetros que afectan la anisotropía magnética de TbCo, utilizamos sistemas auxiliares LaCo y GbCo, que nos permitieron estudiar por separado el efecto del entorno de tierras raras en el momento magnético de la sub-red y la formación de anisotropía perpendicular en un sistema ferrimagnético colineal más simple. Demostramos la posibilidad de ajustar la anisotropía magnética de las películas amorfas de TbCo y obtuvimos muestras que tenían la misma composición, pero diferente carácter de la anisotropía magnética (con un eje de magnetización fácil paralelo y perpendicular al plano). Para demostrar la posibilidad de usar películas de TbCo con anisotropía magnética perpendicular y en el plano para inducir el exchange bias en la capa de FeNi contigua, sintetizamos las bicapas de FeNi / TbCo y estudiamos su inversión de magnetización. En la segunda parte de este trabajo, se investigó el efecto del nanopatterning en los procesos de reversión de magnetización y anisotropía magnética de las películas de TbCo y GdCo. Aquí utilizamos plantillas porosas de óxido de aluminio anodizado como sustratos para depositar material magnético, produciendo así películas amorfas con diferentes caracteres de anisotropía magnética que tienen una red de agujeros a nanoescala o curvatura periódica a nanoescala. Al emplear la simulación micromagnética, así como los métodos experimentales, estudiamos los mecanismos responsables de la mejora de las propiedades de histéresis y el cambio del carácter de la anisotropía magnética. Se demostró que el aumento de la densidad de los poros y la disminución de su diámetro son las principales razones del aumento de la coercitividad. Se sugirió el cambio de las propiedades magnéticas del material en la vecindad de los poros como una posible razón para la forma inclinada del circuito de histéresis y, en algunos casos, para la reversión de la imanación de doble paso.