Propriedades elétricas e magnéticas de nanofios eletrodepositados em matriz nanoporosa

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2013.Este trabalho descreve a metodologia desenvolvida para produção e caracterização elétrica e magnética de nanoestruturas magnéticas, com o objetivo de avaliar a possibilidade de usá-los para o estudo de fenômenos de corrente polarizada em spin. Estas nanoestruturas são nanofios produzidos por eletrodeposição em matrizes nanoporosas de alumina, obtidas a partir do processo de anodização de placas e filmes finos de alumínio. Nanofios de cobalto e estruturas de multicamadas do tipo válvula de spin Cu/Co/Cu/Co/Cu e FeNi/Cu/FeNi/Cu foram produzidos por eletrodeposição no interior do poros. A caracterização elétrica foi realizada a partir de curvas de corrente vs. tensão. O contato com a amostra foi feito com uma ponta de PtIr com diâmetro de contato de 2 m para reproduzir as condições de medida necessárias para o estudo de injeção de corrente polarizada em spin com alta densidade de corrente, necessário para o estudo dos efeitos de transferência de torque. Observou-se efeitos de tunelamento, esperado devido a presença da barreira isolante no fundo dos poros. Observou-se ainda um fenômeno de retificação de corrente atribuída a presença de duas barreiras isolantes assimétricas, histereses e transições bruscas de resistência associadas a mecanismos de degradação e chaveamento de resistência [32]. A caracterização magnética foi feita a partir de medidas de magnetização e magnetoresistência. A caracterização estrutural foi realizada com microscópio eletrônico de varredura MEV e transmissão (TEM).Abstract : This work describes the methodology developed for the production of magnetic nanostructures for the study of phenomena in spin polarized current. These nanostructures are produced by electrodeposition on nanoporous alumina matrix obtained by the process of anodization of sheets or thin films of aluminum. Multilayer structures of Cu/Co/Cu/Co/Cu and FeNi/Cu/FeNi/Cu were produced for this study. The magnetic nanostructures were obtained by electrodeposition inside the pores by controlling the potential applied to the sample into a solution of cobalt (Co) and copper (Cu) or Iron-Nickel and Cu. The electrical characterization was carried out from current vs. potential curves. The contact with the sample was made with a tip diameter PtIr contact 2 um. It was observed tunneling effect, due to the presence of the expected insulating barrier at the bottom of the pores. We also observed a phenomenon rectifying current attributed to the presence of two tunnel barriers, the oxide at the bottom of the pores and a surface layer of air between the tip and the nanowires. The magnetic characterization was obtained by using a vibrating sample magnetometer, indicating the presence of magnetic material inside the pores. The structural characterization was performed using scanning electron microscopy SEM and transmission (TEM), showing samples with pores well distributed and regular