Crescimento e estrutura de monocamadas de Co sobre Cu90Au10(100)

AUTOR(ES)

Alysson Martins Almeida Silva

DATA DE PUBLICAÇÃO

2008

RESUMO

O estudo das correlações entre as propriedades estruturais e magnéticas de filmes finos e ultrafinos é hoje assunto de grande interesse tanto científico como tecnológico, sendo que, dada a disponibilidade de materiais e a importância das aplicações atuais e potenciais, filmes magnéticos compostos por metais e ligas de metais de transição 3d estão entre os materiais mais investigados. O Co é um metal de transição 3d, ferromagnético, e que, em volume, apresenta estrutura hexagonal compacta (hc). Entretanto, tanto esta fase como as fases cúbica de face centrada (cfc) e cúbica de corpo centrado (ccc) podem ser estabilizadas à temperatura ambiente na forma de filmes ultrafinos, ou ainda em forma de estruturas multicamadas, e as propriedades magnéticas dos mesmos apresentam uma complexa correlação com a estrutura cristalina. Existe um grande numero de trabalhos a respeito de Co crescido sobre superfícies de Cu (cfc, parâmetro de rede a = 3,615 Å) e outros monocristais, mas nada há na literatura sobre monocamadas de Co depositadas sobre Cu90Au10, uma liga cfc com parâmetro de rede (3,66 Å) expandido de 1,0% em relação ao Cu. Investigamos aqui o crescimento, em condições de epitaxia de feixe molecular (MBE), e a estrutura de filmes de Co depositados a temperatura ambiente, com espessuras entre uma e cinco monocamadas atômicas (ML) depositadas sobre a superfície (100) da liga Cu90Au10. A composição química e a pureza da superfície do monocristal e dos filmes foram determinadas por espectroscopia de elétrons excitados por raios X (XPS). A cristalinidade da superfície do substrato, bem como a forma de crescimento e a estrutura dos filmes foram determinados por difração de elétrons de baixa e alta energia, LEED e RHEED. A morfologia da superfície do cristal de Cu90Au10(100) e das primeiras monocamadas do filme de cobalto foram determinadas através de medidas de microscopia de varredura por tunelamento (STM). Medidas de magnetometria por efeito Kerr magneto- óptico foram utilizadas para se estabelecer, em caráter preliminar, uma correlação entre a estrutura e o magnetismo dos filmes de Co sobre Cu90Au10(100) Nossos resultados indicam o crescimento de Co com estrutura tetragonal de face centrada (tfc), e uma evolução, com o aumento da espessura de cobalto, de formação de ilhas para crescimento camada a camada. Além disso, nota-se para os filmes de Co uma rápida contração do parâmetro de rede no plano, atingindo aproximadamente 2,5% para ~ 4,0 ML, quando comparado ao substrato de Cu90Au10 (100). Medidas de magnetometria por Efeito Kerr Magneto-ótico indicam magnetização no plano do filme. Este trabalho eminentemente experimental representou um amplo aprendizado no uso e exploração das potencialidades de técnicas múltiplas (LEED, RHEED, XPS, AES, STM e MOKE) para a adequada caracterização e investigação das propriedades estruturais e magnéticas de superfícies e nanoestruturas heteroepitaxiais preparadas em UHV, em condições de epitaxia de feixe molecular (MBE), bem como o primeiro estudo do crescimento de monocamadas de Co depositadas sobre Cu90Au10(100).

ASSUNTO(S)

ferromagnetic materials materiais ferromagnéticos thin films epitaxy fisica da materia condensada epitaxia filmes finos

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