Geração de voltagem DC induzida por onda de spin em filmes e multicamadas magnéticas

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoAs propriedades de condução elétrica em metais magnéticos podem ser alteradas pela manipulação dos momentos magnéticos intrínsecos dos elétrons. O efeito inverso, ou seja, a modificação das propriedades magnéticas através da manipulação da carga eletrônica, também é possível. O entendimento teórico e experimental destes fenômenos tem atraído a atenção dos Físicos e Engenheiros nos últimos anos e vem despertando interesse em aplicações tecnológicas. Este fato levou ao surgimento de uma área de pesquisa chamada de spintrônica ou magneto-eletrônica. Nesta dissertação de mestrado, são estudados efeitos de interação entre momentos magnéticos eletrônicos e portadores de carga elétrica em multicamadas metálicas magnéticas. Especificamente, investigamos a interação entre ondas de spin, geradas na ressonância ferromagnética, e propriedades de condução em tricamadas magnéticas. As amostras investigadas são do tipo Si(001)/FeCo/Ta/Py e Si (001)/Py/Ta/Co, onde Py=Ni81Fe19. Investigamos a geração de diferença de potencial DC, no plano e através das camadas da amostra, devido à excitação de ondas de spin (modo uniforme) na configuração do campo estático aplicado no plano do filme. A diferença de potencial, gerada na ressonância ferromagnética, é medida entre dois eletrodos. Para estas medidas dois tipos de eletrodos foram utilizados: pontas de tungstênio de dimensões de centenas de nanômetros, que são colocados perpendicularmente à superfície da amostra, e fios de cobre conectados à amostra com tinta de prata. A amostra é colocado em uma posição de máximo de campo magnético de rf, em uma cavidade retangular no modo TE102, ressonante em 8,6 GHz. A magnetização ressonante com a radiação incidente interage com os elétrons de condução do filme através da interação s-d. Essa interação cria uma redistribuição dos elétrons, que por sua vez, origina a diferença de potencial DC, medida na superfície da amostra. A intensidade da diferença de potencial medida apresenta uma dependência linear em função da potência de microondas incidente. Acreditamos que esta diferença de potencial seja induzida pela polarização de spins dos elétrons de condução ao interagir com a magnetização ressonante no modo uniforme. As características dos resultados obtidos indicam que pode haver uma superposição do fenômeno clássico de geração de tensão d.c. em filmes magnéticos com o fenômeno de origem quântica previsto por L. Berger em 1999 (Phys. Rev. B 59(17), 11465 (1999