Efecto del soporte en las propiedades estructurales y magnéticas de filmes delgados de FeRh/MgO

M. JULIA JIMÉNEZ; ANA B. SCHVVAL; GABRIELA F. CABEZA

San Luis

Encuentro; VIII Encuentro de Física y Química de Superficies; 2018

UNSL

La aleación FeRh es conocida por tener una transiciónde primer orden del estado antiferromagnético (AFM) al estado ferromagnético(FM) a medida que la temperatura crece alrededor de 50-60 K por encima de latemperatura ambiente1. Esta aleación es de interés tecnológico en lamanufactura de nuevos dispositivos de almacenamiento magnético2.Experimentalmente los filmes de FeRh son depositadossobre substratos tales como MgO, Al2O3, zafiro o silicio.En la actualidad se ha observado que las películas de FeRh crecidas sobre eleje c del zafiro, presentan una temperatura de transición inferior a la de lascrecidas sobre MgO puesto que la tensión en el plano favorece al estado FMrespecto al AFM3. Otro importante resultado experimental es que lafase AFM se vuelve inestable a medida que crece el espesor del film4.Obviamente tanto el tipo de substrato como el espesor del filme son parámetrosmuy importantes a tener en cuenta.En este trabajo investigamos el efecto del soporte(MgO) en las propiedades estructurales y magnéticas de filmes delgados de FeRhempleando cálculos de estructura electrónica enmarcados en la teoría delfuncional de la densidad (DFT) usando el código VASP5. Ambos sistemashan sido modelados usando superceldas. En el caso de filmes aislados, el slabconsiste de 5 monocapas (MC) de FeRh con cada monocapa constituída por átomosde Fe o Rh dependiendo de si la superficie termina en Fe o Rh. En el caso delfilme soportado sobre MgO se consideró un substrato formado de 3 MC de MgO y elmismo número de capas de FeRh.El análisis de los resultados muestra que lassuperficies soportadas terminadas en Rh experimentan mayores relajaciones/contraccionesque las terminadas en Fe. Comparando ambas terminaciones Fe y Rh para películasaisladas y soportadas, el sistema terminado en Fe es ligeramente más estableque el mismo terminado en Rh en todos los casos. Finalmente, se puede mencionarel efecto del soporte sobre el momento magnético (mm) de los átomos. En el casode la superficie terminada en Rh, el momento magnético de todos los átomos deRh disminuye a diferencia de los del Fe que aumentan. Por otro lado, cuando seconsideran las superficies terminadas en Fe, todos los mm se incrementan aexcepción de los átomos de Fe en contacto con el sustrato, observando unaumento en la magnetización promedio del MgO. Referencias1.       Ostler, T. A., et. al.?Modeling the thickness of the magnetic phase transition temperature in thinFeRh films?, Phys. Rev. B 95,064415/7, 2017.2.       Martí, X., et. al. ?Roomtemperature antiferromagnetic memory resistor?, Nat. Mat. Vol. 13, 367-374, 2014.3.       Gu, R. Y., et. al.?Dominance of the spin wave contribution to the magnetic phase transition inFeRh?, Phys. Rev. B 72, 012403/4,2005.4.       Han, G. C., et. al.?Magnetic stability of ultrathin FeRh films?, J. Appl. Phys. 113, 17C107/3, 2013.5.       Kresse, G., Hafner, J.?Ab initio molecular dynamics for liquid metals?, Phys. Rev. B 47, 558-561R, 1993.