Filmes Finos de Magnetita Crescidos por Deposição Química de Vapor (CVD): Um Estudo das Propriedades Estruturais e Magnéticas.

W L MARTINS FILHO; ENIO LIMA JR.; G F GOYA; V SIVAKOV; S HAO; S MATHUR

Poço de Caldas, Brasil

Congreso; XXVII Encontro Nacional de Física da Matéria Condensada; 2004

Foi proposto um estudo das propriedades magneticas em lmes de magnetita (Fe3O4) depositados em substrato de Si(100), obtidos por um reator CVD (Deposicao Quimica de Vapor) usando precursores alcoxido de ferro. O precursor contem todos os elementos requeridos para formacao do material, o que possibilita a formacao da fase desejada a baixa temperatura. Neste trabalho, foram estudados lmes magneticos de Fe3O4 depositados em substrato de Si(100), a partir de [Fe(OtBu)3]2 que possue a estequimetria Fe-O requerida. Para diferentes temperaturas de deposicao (TD), foi observado que TD influencia a morfologia e estequiometria dos filmes, permitindo a seletividade de deposicao de diferentes fases Fe-O (hematita, magnetita e maghemita) pela escolha apropriada de TD. A topografia e tamanho das partculas foram obtidos a partir de estudos AFM e HR-SEM, mostrando que essas particulas crescem conforme a temperatura de deposicao aumenta. A temperatura de Verwey (TV ), definida como a temperatura para a maxima inclinacao da curva M(T), foi da ordem de 123K, apresentando variacoes de
TV  10K com a cristalinidade. Para os filmes obitidos em altas (TD= 450-500 C) temperaturas de deposicao, a transicao observada foi TV = 100K. Medidas de resistividade indicaram comportamento semicondutor em toda a faixa de temperatura, correspondente a um regime termicamente ativado, com energia de ativacao Va= 60 - 80meV , dependendo da cristalinidade do filme. Medidas magneticas com campos aplicados paralelamente e perpendicularmente a superficie da amostra nao indicaram qualquer direcao preferencial dos momentos magneticos. Os filmes obtidos sao "moles" magneticamente, com Hc = 120 Oe para baixas temperaturas de deposicao até valores maximos de aproximadamente 650 Oe, para TD = 450 C. Todas as amostras sao semicondutoras para T > TV , apresentando um regime da ativacao termica (t = t0exp[KVa/kBT]) com energia de ativacao entre 60-70meV. Dos valores da temperatura de Verwey e a relacao entre TV e delta em Fe3(1-delta )O4, foi inferida uma estequimetria essencialmente ideal (delta ~ 0).