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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.43.2014.tde-02042015-143732
Documento
Autor
Nome completo
Gilderlon Fernandes Oliveira
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2014
Orientador
Banca examinadora
Santos, Antonio Domingues dos (Presidente)
Cornejo, Daniel Reinaldo
Lima, Luiz Carlos Sampaio
Título em português
Caracterização magnética de filmes finos e micro objetos baseados em metais de transição e terras raras
Palavras-chave em português
Litografia
Magnetismo
Sperimagnetismo
Sputtering
Resumo em português
O uso de magnetismo em sensores, transdutores e, principalmente, em mídias de gravação magnética, atinge uma escala de investimento no mercado global de bilhões de dólares anualmente. Essas aplicações tecnologicas, atualmente, apontam para usos do magnetismo na escala nanoscópica, por meio da miniaturização de dispositivos magnéticos sensores e transdutores; em gravação magnética através da nanoestruturação das unidades básicas de armazenamento; ou, ainda, na medicina pelo uso de nanopartículas magnéticas como carregadores de drogas medicinais ou como elementos aquecedores por meio da radiação em radiofrequência. Neste trabalho, adotamos uma abordagem top-down. Partimos de objetos magnéticos microscópicos e buscamos progressivamente reduzir a sua escala espacial visando atingir a escala nanoscópica. Produzindo objetos com formato regular e simples, como quadrados, discos e triângulos produzidos por litografia de feixe de elétrons e método lift-off, a partir de filmes finos produzidos por Magnetron Sputtering. Utilizando como elemento de estudo Metais de Transição (MT) e Terras Raras (TR). A estequiometria e espessura dos filmes finos de Tb-Fe foram obtidas com análise de RBS. Já a análise magnética dos filmes finos de Tb-Fe foram obtidas por técnicas de VSM e SQUID. O que possibilitou averiguar que as amostra com a proporção de Tb variando entre 22% e 36% possuem uma anisotropia magnética perpendicular bem definida e possuem um ordenamento sperimagnético. Através do microscópio de força magnética observamos a formação de domínios magnéticos do tipo bolha irregular nos filmes finos de Tb-Fe. Utilizando o microscópio eletrônico de varredura e o SNOM-MO foi possível analisar a morfologia dos micro-objetos produzidos. Os resultados mostram uma eficácia na preparação de estruturas com dimensões maiores que 2 µm, com altura de aproximadamente 50 nm. Fazendo-se necessário um estudo mais preciso para obtenção de amostra com dimensões abaixo desta dimensão.
Título em inglês
Magnetic characterization of Thin Films and Micro Object Based on Transition Metals and Rare Earths
Palavras-chave em inglês
Lithography
Magnetism
Speimagnetism
Sputtering
Resumo em inglês
The use of magnetism in sensors, transducers and, mainy, in magnetic recordable media reaches a total investment of billions of dollars annually in the markets worldwide. These applications in technology are currently being focused toward the uses of magnetism in the nanoscopic scale, by shrinking the magnetic sensor devices and transducers. Also, in magnetic recordings by the nanostructuration of basic storage units or - going even further - in the use of nanomagnetic particles in Medicine such as drug delivery or heating elements by radiofrequency radiation. In this paper, we take a "top-down" approach. We start with microscopic magnetic objects and seek progressively reduce its spatial scale in order to reach the nanoscale. Producing objects with regular and simple format, such as squares, triangles and discs produced by electron beam lithography and lift-off method, The thin films were based on transition metal and rare earth elements. The thickness and stoichiometry of thin films of Tb-Fe were meadured with RBS analysis. The analysis of the Tb-Fe magnetic thin films were obtained by techniques VSM and SQUID. The sample with the ratio of Tb ranging between 22% and 36% have a well-defined perpendicular magnetic anisotropy and have a sperimagnetic behavior. Through the magnetic force microscopy we observed the formation of magnetic domain structure of the "irregular bubble" type. Using scanning electron microscope and the SNOM-MO was possible to analyze the morphology of the produced micro-objects. The results show that efficiency in the preparation of structures with dimensions larger than 2 microns, and a height of approximately 50 nm. This result exposes the need for a more investigation in order to produce samples with smaller dimension.
 
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mestrado_final.pdf (7.11 Mbytes)
Data de Publicação
2015-04-02
 
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