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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.43.2004.tde-24022014-153235
Documento
Autor
Nome completo
Alessandro Martins
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2004
Orientador
Banca examinadora
Santos, Antonio Domingues dos (Presidente)
Lima, Luiz Carlos Sampaio
Petrilli, Helena Maria
Ramos, Aline Yvette
Schmidt, João Edgar
Título em português
Desenvolvimento do processo de produção e estudo estrutural e magnético de filmes finos ordenados de FePt
Palavras-chave em português
Anisotropia magnética
Gravação magnética
Resumo em português
Filmes de ligas FePt com uma estrutura quimicamente ordenada Tetragonal de Face Centrada FCT (tipo L1 IND.0) e textura [001] apresentam anisotropia magnética perpendicular, alta coercividade e grande efeito Kerr polar magnetoóptico. Entretanto, filmes completamente ordenados são normalmente obtidos através de um processo de "sputtering" com deposições em altas temperaturas do substrato(T IND. S > OU =600 ºC) ou por pós-tratamento térmico em temperaturas maiores que 500 ºC. As pesquisas atualmente em desenvolvimento visam a obtenção dessa estrutura ordenada a temperaturas mais baixas, o que seria mais adequado para aplicações práticas dos filmes. Neste trabalho, procuramos as melhores condições para a preparação de filmes de FePt com a fase ordenada FCT(001) em reduzidas temperaturas. Investigamos a influência do método de deposição, temperatura do substrato, espessura do filme e tipo de substrato sobre o grau de ordem química e textura dos filmes de FePt e, consequentemente, sobre suas propriedades magnéticas. Os filmes finos de ligas Fe IND.xPt IND. x-1(com x = 50 at%) foram preparados por "Sputtering Magnetron DC", através de dois diferentes métodos de deposição: pelo usual de codeposição e pelo método de deposiçãO alternada monocamadas atômicas (DAM). Os filmes foram crescidos sobre substratos de SiO IND.2/ Si(100), Si(100) e MgO(100), com e sem uma camada "buffer" de Pt ( com espessuras de 50 1 766 nm), sob T IND. s variando de temperatura ambiente a 600 ºC. O "buffer" de Pt foi usado para permitir melhores condições para a indução de um crescimento "epitaxial" da ordenada fase FCT(001) nos filmes de FePt. Os resultados da caracterização estrutural e magnética realizados através das técnicas de Difração de RAios-X (XRD) e Magnetometria de Amostra Vibrante (VSM) mostram que os substratos de MgO São adequados para induzir um crescimento "epitaxial" de filmes de FePt ) com uma estrutura FCT e textura [001]. Entretanto, com o uso de um "buffer" de Pt otimizado (com predominante fase FCC(100)), pré-depositado sobre MgO, foram obtifos melhores resultados em termos de "epitaxia" conveniente para o ordenamento da estrutura cristalina, para os filmes de FePt preparados por ambos os métodos de deposição. Os resultados mostram também que o efeito de um crescimento "epitaxial" induzido varia com a espessura do filme. Em relação ao método de deposição, os resultados revelam a maior eficiência de método DAM em comparação com o métodos de codeposição para a preparação de filmes de FePt com a fase FCT(001), em temperaturas reduzidas (T IND.s < OU = 400ºC). Com o uso do método DAM, foi possível a obtenção da fase ordenanda FCT(001) em filmes de FePt crescidos diretamente sobre o MgO em T IND. s = 400ºC. Para filmes de FePt crescidos sobre Pt/MgO, a formação da fase FCT(001) foi verificada em T IND.s = 200ºC e um alto grau de ordenamento químico (S = 0,88) em T IND. s = 400ºC. Estudos de Espectroscopia de Absorção de Rios-X (XAS) também foram realizados.
Título em inglês
Delopment Process Production Structural Magnetic Study FePt Ordered Thin Films
Palavras-chave em inglês
Magnetic anisotropy
Magnetic recording
Resumo em inglês
FePt alloy films, with a chemically ordered face-centered-tetragonal FCT (type LI IND.0) structure and [001] texture, present perpendicular magnetic anisotropy, high coactivity and large polar magneto-optical Kerr effect. However, completely ordered films are usually obtained either by sputtering process at high substrate temperatures (T IND.s MAIOR IGUAL A 600°C) or by postanneling treatment at temperatures higher than 500°C. For technological purposes the preparation temperatures has to be as low as possible. In this work we have searched the more adequate conditions to preparation of FePt films with ordered FCT(001) phase at reduced temperatures. We have investigated the influence of deposition methods, substrate temperature, thickness of film, and type of substrate on the degree of the chemical ordering and preferred texture of FePt films and, consequently, on their magnetic properties. The Fe IND.xPt IND.1-x alloy thin films (with x SEMELHANTE A 50 at%) were prepared by DC Magnetron Sputtering, via two different deposition methods: a conventional code position method and an alternate monatomic layer (DAM) deposition method. The films were grown on SiO IND.2/Si (100), Si (100) and MgO (100) substrates, with and without a Pt buffer layer (thickness ranging from 50 to 76 nm), at T IND.s varying from room temperature to 600°C. The Pt buffer layer was used for obtaining better conditions to the induction of an epitaxial grown of FePt films with the ordered FCT(001) phase. The results of structural and magnetic characterization performed by X-ray diffraction (XRD) and vibrating sample magnetometry (VSM) show that the MgO substrates are adequate to induce an epitaxial growth of FePt films with a FCT structure and [001] texture. However, with the use of an optimized Pt FCC(100) buffer layer pre-deposited on MgO, the best conditions to an epitaxial induced growth were obtained, by both deposition methods. The results show also that the quality of the epitaxial induced growth depends on the thickness of the film. In relation to the deposition method in comparison to the code position method for preparation of FePt FCT(001) films, at reduced temperatures (T IND.s MENOR IGUAL A 400°C). With the use of the DAM method it was possible to obtain the ordered FCT(001) phase in the FePt film grown directly on MgO, at T IND.s = 400°C. For FePt film grown on Pt/MgO, the formation of the FCT(001) phase was verified at T IND.s = 200°C, and high degree of chemical order (S=0,88) was obtained at T IND.s = 400°C. X-ray Absorption Spectroscopy (XAS) studies also were done.
 
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44367Martins.pdf (7.14 Mbytes)
Data de Publicação
2014-02-24
 
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