Proposta e teste de memória e nano-oscilador baseados em elementos magnéticos topológicos

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Ojeda Toro, Oscar Eliecer
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa; Física Aplicada
• Palavras-chave em Português: Magnetismo; Magnetorresistência; Litografia; Osciladores; Física da Matéria Condensada
• Link de acesso: https://locus.ufv.br//handle/123456789/31124; https://doi.org/10.47328/ufvbbt.2021.060

Uma estrutura composta por duas camadas ferromagnéticas (F M ), separadas por uma fina camada isolante (I), é denomina junção túnel magnética. Nesta estrutura a camada isolante deve ser espessa suficiente para evitar interação magnética direta entre as cama- das F M e fina suficiente para possibilitar que a corrente eletrônica flua de um eletrodo ferromagnético a outro mediante efeito de tunelamento. Tipicamente a magnetização de uma das camadas ferromagnéticas é pinada para servir como referência, enquanto a mag- netização da outra fica livre para mover-se sob a influência de campo magnético externo. Nas junções túnel magnéticas os elétrons atravessam a barreira túnel perpendicularmente com respeito ao plano definido pela configuração F M 1/I/F M 2. Assim quando a mag- netização da camada ferromagnética livre é antiparalela, com respeito à magnetização da camada pinada, a resistência experimentada pelos elétrons ao atravessar a junção é alta, e em uma configuração onde a magnetização da camada livre é paralela à mag- netização da camada de referência a resistência é baixa. Este efeito é conhecido como magnetorresistência túnel e é a base para a fabricação de memorias magnéticas de acesso randômico. Neste trabalho foi utilizada técnica de sputtering de filmes finos para obten- ção de camadas de CoF eB/M gO/CoF eB com um gradiente de espessura para a junção túnel (M gO) com resistividade variante entre 2-72 Ohm/cm 2 e foram realizadas medi- das com magnetometro de amostra vibrante para estabelecer a espessura adequada da junção túnel na qual se apresenta desacoplamento das camadas ferromagnéticas na pre- sença de campo externo, encontrando efeito de desacoplamento na faixa dos 7 Ohm/cm 2 . Posteriormente foi utilizado o método de tunelização de corrente no plano para medir as propriedades magnetorresistivas da junção túnel encontrando magnetorresistência túnel do 160%. Ainda serão apresentados os passos realizados para a nano-fabricação de nano- pilares e as medidas de magnetorresistência perpendicular em nano-pilares de 300 nm de diâmetro com magnetização em configuração de vórtice que funciona como dispositivo de memória. Adicionalmente apresentamos as propriedades dinâmicas dos modos coletivos da magnetização baseadas no movimento de paredes de domı́nio (DW ). Usando simula- ções micromagnéticas e cálculos analı́ticos, estudamos a precessão de uma DW fixada por um defeito em forma de T em uma nano-banda magnética anisotrópica. Palavras-chave: MRAM. Nanofabricação. Magnetorresistência túnel. Nano-osciladores.