Magnetization dynamic in magnetic and superconducting nanoestructures

• Autores: Juan Francisco Sierra García
• Directores de la Tesis: Farkhad G. Aliev (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Autónoma de Madrid ( España ) en 2008
• Idioma: inglés
• Tribunal Calificador de la Tesis: Javier Tejada Palacios (presid.), Juan José de Miguel Llorente (secret.), Manuel Vázquez Villalabeitia (voc.), José María de Teresa Nogueras (voc.), Feodor Kusmartsev (voc.)
• Materias:
  • Física
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Biblos-e Archivo
• Resumen

  • Los avances en nanotecnología en los últimos años, entre los cuales se encuentran el crecimiento de películas ultra delagadas y estructuras multicapas, así como su nanoestructuración lateral usando técnicas de litografía óptica y electrónica, han llevado a un enorme progeso en el conocimiento de de las propiedades estáticas en este nuevo tipo de dispositivos. Entre los ejemplo se encuentra la magnetoresistencia gigante (GMR, del inglés Giant Magentoresistance) y un efecto relacionado; la magnetoresistencia túnel (TMR, del inglés Tunnel Magnetoresistance). %&/Otra de las direcciones de investigaciónm está dirigida a la creación de medios magnéticos con ciertos patrones o motivos laterales usando técnicas de litografía de alta resolución, lo cual permite explorar nuevos tipos de dispositivos de almacenamiento magnético, como son por ejemplo los puntos magnéticos y las películas delagadas superconductoras con y sin efecto de anclaje de vórtices superconductores. %&/Hasta el momento el principal conocimiento en estas nanoestructuras está relacionado con las propiedades estáticas. %&/Esta tesis esta dedicada a la investigación de la dinámica de la imanación en dos tipos de nanoestructuras:%&/-nanoestructuras magnáticas con y sin nanoestrcuturación lateral y%&/-nanoestructuras superconductoras con y sin nanoestructuración lateral.%&/El principal objetivo de esta tesis es investigar y comprender el comportamiento dinámico de la imanación en nanoestructuras magnéticas en un amplio rango de frecuencias (hasta 20GHz) y de temperaturas (de 300K a 2K), lo cual es importante desde el punto de vista teórico y crucial por sus numerosas aplicaciones tecnológicas.%&/Para el estudio de la dinámica magnética en nanoestructuras magnéticas tales como uniones túnel magnéticas y nanopuntos magnéticos empleamos un nuevo tipo de magnetómetro basado en la excitación y detección de la respuesta dinámica usando un analizador de redes vectorial.%&/En el caso de nanoestructuras superconductoras se han usado medidas de transporte electrónico con corriente alterna para estudiar la dinámica de vórtices superconductores en películas finas superconductoras crecidas sin una aparente (creada a propósito) asimetría. %&/Una de las principales ideas en esta tesis es el estudio de la dinamica de la imanación en presencia de anomalías topológicas magnéticas como son los vórtices.%&/La tesis esta dividida en cinco capítulos. %&/En el primero de ellos se presenta un marco teórico que introduce al lector los conocimiento básicos sobre dinámica de imanación y efectos de rectificación en películas superconductoras.%&/En el segundo capítulo se resumen las principales técnicas de detección de dinámica magnética y se presenta una expliacación minuciosa de la técnica de analizador de redes, recientemente extendida gracias a sus prestaciones.%&/El tercer capítulo muestra los resultados experimentales de la dinámica de vórtices superconductores (hasta 147 MHz) con una geometría restringida. Los estudios consisten en la detección de una voltaje continuo (DC) generado por los vórtices cuando se hace pasar una corriente alterna (AC) a lo largo de la película y simultáneamente se aplica un campo magnético perpendicular a la misma. Se ha observado un efecto de rectificación inducido por las barreras de superficie.%&/El capítulo cuarto presenta los estudios de dinámica de imanación en puntos magnéticos con una estructura vórtice en su estado fundamental. Los estudios son realizados a temperatura ambiente en un rango de frecuencias entre 300 kHz hasta 8.5 GHz. El principal objetivo es observar como la dinámica de un punto magnético con forma circual se ve afectada por posibles anisotropías magnéticas en el sistema y por acoplos dipolares. %&/Por otro lado se ha llevado a cabo un estudio detallado de la dinámica magnéita en estado vórtice observando el primer modo azimutal y su desdoblamiento en presencia de campo magnetítico externo y utilizado distintos esquemas de excitación. Por último se han detectado múltiples ondas de espín en el llamado estado meta-estable.%&/Por último el capítulo quinto muesra un estudio detallado de dinámica de la imanación en uniones túnel magnéticas y la influencia de condicones de recocido y de la temperatura. El rango de frecuencia estudiado está comprendico entre 1GHz hasta 20 GHz en temperaturas entre 300K bajando hasta 2K. %&/La influencia de la temperatura del recocido muestra que las estructuras son más ordenadas y la transferencia de desorden mágnetico entre las capas magnéticas se reduce. Por otro lado se observa que la influencia de la temperatura muetra resultados muy interesantes cuando el material magnético forma parte de una estructura como una unión túnel. Se ha obervado una respuesta anómala con la temperatura relacionada con una transicón en la orientación de la imanación y que ésta viene influenciada por el acoplo dipolar entre las capas magnéticas a través de la barrera aislante. %&/