Microscopía de fuerza magnética de dominios tipo stripes en bicapas Fe20Ni80/FePt

D. G. ACTIS; N. ÁLVAREZ; J. E. GÓMEZ; A. BUTERA

Bariloche

Conferencia; 4° Congreso de la Asociación Argentina de Microscopía (SAMIC 2016); 2016

SAMIC

Utilizando técnicasde sputtering dc, fabricamos una serie de bicapas de FePt y Fe20Ni80(Permalloy - Py) de distintos espesores. Una característica común de ambossistemas es que películas únicas de ambos materiales presentan un espesor críticopor encima del cual la estructura de dominios magnéticos cambia de planar a unarreglo periódico de bandas o tiras, conocidas como ?stripes?, en las queexiste una componente de la magnetización en la dirección normal al filme que vaalternando el sentido en distancias típicas de algunas decenas de nanómetros.Esta componente perpendicular es inducida por un término de la anisotropía magnéticanormal al plano que, a su vez, es debida a las contribuciones de efectos magnetoelásticosy magnetocristalinos. Ambas aleaciones presentan un comportamiento magnéticosimilar. Sin embargo, algunas de las características magnéticas de las películasdelgadas de Py son sustancialmente diferentes de las del FePt, por ejemplo, un campocoercitivo y de saturación comparativamente más pequeños. En cuanto a laestructura de dominios, el período de los stripes es apreciablemente mayor enPy y en general muestra una estructura de tiras paralelas y bien alineadas conun espesor crítico mucho mayor al de FePt. Estas diferencias hacen que sea deinterés investigar el comportamiento magnético en bicapas FePt/Py con espesoresmenores y mayores al crítico en el que cambia la estructura de dominios. Pararealizar este estudio se crecieron dos series de bicapas en las que se mantuvofijo el espesor de una de las aleaciones mientras se variaba la restante.También se tuvo en consideración el orden en que se crecen las películas paralo que fabricamos bicapas en las que el FePt es crecido por encima o por debajodel Py. A través de mediciones de magnetometría y microscopía MFM ha sido posiblecomprender más acerca de las interacciones presentes en este sistema, encontrandoun comportamiento singular, con un relativamente fuerte acople de intercambio cercade la interfaz pero no lo suficiente como para que los stripes en ambas capasroten y saturen en forma conjunta. Utilizando mediciones de magnetización dc ymicroscopía de fuerza magnética (Fig. 1) se pudo distinguir entre dos regímenes:por un lado cuando la capa superior presenta dominios planares, el período delos stripes crece siguiendo una dependencia con la raíz cuadrada del espesortotal. A pesar de no haber llegado a un buen acuerdo entre el parámetro deproporcionalidad α0 obtenido mediante un ajuste de datosexperimentales del tipo α0d1/2, siendo d el espesor totalde la bicapa (Fig. 2) y lo estimado por modelos teóricos presentados porMurayama [1] y Kooy y Enz [2], el tipo de tendencia parece indicar que elaumento en el período se debe a que la interacción de intercambio en lainterfaz domina el comportamiento magnético y se refleja en un aumento en elespesor efectivo de las bicapas. Cuando ambos materiales presentan stripes, elacople de intercambio sigue presente, pero la estructura de los dominios tantoen la remanencia como cuando están expuestos a un campo externo parece indicaruna dinámica más compleja y comienzan a ser importantes los efectos de la interaccióndipolar. En general se observa una única estructura de dominios en forma de stripes,pero para algunas combinaciones de espesores hallamos una configuración de dos estructurasde stripes acoplados aproximadamente 45◦.  REFERENCIAS[1] Y. Murayama, (1966)J. Phys. Soc. Jap. 21, 2253.[2] C. Kooy, (1960)V. Enz, Philips Res. Rep. 15, 7.