Damping magnético en películas delgadas de Fe75Co25

AVILÉS-FÉLIX, LUIS; GÓMEZ, JAVIER E.; VELÁZQUEZ RODRÍGUEZ, DANIEL; LEIVA, L.; SILVINA BENGIO; ETIENNE GOOVAERTS; A. BUTERA, A. FAINSTEIN, E. WINKLER, AND J. TALLON

La Plata

Conferencia; 102a Reunión de la Asociación Física Argentina; 2017

AFA

Uno de los factores limitantes en sistemas que buscanutilizar el grado de libertad de espín para desarrollar dispositivosespintrónicos basados en materiales magnéticos es el coeficiente de damping($\alpha$) del metal ferromagnético. En el caso particular de bicapasferromagneto/metal no magnético (FM/MN), diseñadas para la generación ydetección de corrientes de espín, se busca que el coeficiente de damping sea lomás pequeño posible, de modo de maximizar el voltaje que se genera en losextremos del metal no magnético debido al efecto Hall de espín inverso.En este trabajo presentamos un estudio experimental de laspropiedades estáticas y dinámicas de la aleación ferromagnéticaFe$_{75}$Co$_{25}$ (FeCo). A tal efecto se fabricaron con técnicas de magnetronsputtering dos series de bicapas sobre sustratos de Si monocristalino de laforma Si/FeCo(x)/Pt(y) y Si/FeCo(x)/Ta(y), con $x=$3, 5, 7, 9 nm e $y=$4 nm.Las muestras fueron caracterizadas estructural y magnéticamente utilizandotécnicas de difracción de rayos X, espectroscopía de fotoelectrones (XPS) y defluorescencia (EDS), magnetización dc (VSM), microscopia de fuerza magnética(MFM) y resonancia ferromagnética (FMR) en bandas X y W (9.5 y 94 GHz).A partir de los datos experimentales pudimos determinar queexiste una dependencia de la anisotropía efectiva del FeCo con el espesor$d_{FeCo}$, debido probablemente a la presencia de una anisotropía de interfazque tiende a alinear a la magnetización perpendicular al plano del film, ya queescalea con $1/d_{FeCo}$. También hallamos que esta anisotropía de superficiees mayor en el caso de FeCo recubierto con Pt, efecto esperable ya que el Pt eshabitualmente utilizado para inducir anisotropía perpendicular al plano en elcaso de multicapas.Con las medidas de FMR a distintas frecuencias tambiénpudimos estimar el coeficiente de damping. En las bicapas FeCo/Ta hallamosvalores de $\alpha ~ 10^{-3}$,  que sonexcepcionalmente  bajos paraferromagnetos conductores. Para las bicapas FeCo/Pt los valores de $\alpha$ son considerablemente más grandes,indicando una relajación de momento angular más importante a través de lainterfaz debida al alto valor del ángulo Hall de espín en el Pt.