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

M. JULIA JIMÉNEZ; GABRIELA F. CABEZA

Bahia Blanca

Jornada; 9nas. Jornadas Abiertas de Física; 2018

UNS

La aleación FeRh es conocidapor tener una transición de primer orden del estado antiferromagnético (AFM) alestado ferromagnético (FM) a medida que la temperatura crece alrededor de 50-60K por encima de la temperatura ambiente1. Esta aleación es deinterés tecnológico en la manufactura de nuevos dispositivos de almacenamientomagnético2.Experimentalmente los filmesde FeRh son depositados sobre substratos tales como MgO, Al2O3,zafiro o silicio. En la actualidad se ha observado que las películas de FeRhcrecidas sobre el eje c del zafiro, presentan una temperatura de transicióninferior a la de las crecidas sobre MgO puesto que la tensión en el planofavorece al estado FM respecto al AFM3. Otro importante resultadoexperimental es que la fase AFM se vuelve inestable a medida que crece elespesor del film4. Obviamente tanto el tipo de substrato como elespesor del filme son parámetros muy importantes a tener en cuenta.En este trabajo investigamosel efecto del soporte (MgO) en las propiedades estructurales y magnéticas defilmes delgados de FeRh empleando cálculos de estructura electrónica enmarcadosen la teoría del funcional de la densidad (DFT) usando el código VASP5.Ambos sistemas han sido modelados usando superceldas. En el caso de filmesaislados, el slab consiste de 5 monocapas (MC) de FeRh con cada monocapaconstituída por átomos de Fe o Rh dependiendo de si la superficie termina en Feo Rh. En el caso del filme soportado sobre MgO se consideró un substrato formadode 3 MC de MgO y el mismo número de capas de FeRh.El análisis de los resultadosmuestra que las superficies soportadas terminadas en Rh experimentan mayoresrelajaciones/contracciones que las terminadas en Fe. Comparando ambasterminaciones Fe y Rh para películas aisladas y soportadas, el sistematerminado en Fe es ligeramente más estable que el mismo terminado en Rh entodos los casos. Finalmente, se puede mencionar el efecto del soporte sobre elmomento magnético (mm) de los átomos. En el caso de la superficie terminada enRh, el momento magnético de todos los átomos de Rh disminuye a diferencia delos del Fe que aumentan. Por otro lado, cuando se consideran las superficiesterminadas en Fe, todos los mm se incrementan a excepción de los átomos de Fe encontacto con el sustrato, observando un aumento en la magnetización promediodel MgO. Referencias [1] Ostler, T. A., et. al. ?Modeling the thickness ofthe magnetic phase transition temperature in thin FeRh films?, Phys. Rev.(2017), B 95, 064415/7.[2] Martí, X., et. al. ?Room temperatureantiferromagnetic memory resistor?, Nat. Mat. (2014), Vol. 13, 367-374.[3] Gu, R. Y., et. al.?Dominance of the spin wave contribution to the magnetic phase transition inFeRh?, Phys. Rev. B (2005), 72, 012403/4.[4] Han, G. C., et. al. ?Magnetic stability ofultrathin FeRh films?, J. Appl. Phys. (2013), 113, 17C107/3.[5] Kresse, G., Hafner, J. ?Ab initio molecular dynamics for liquidmetals?, Phys. Rev. B (1993), 47, 558-561.