Defensa de TESIS DOCTORAL   ICMM-CSIC, Madrid 20 de Diciembre de 2010  PROPIEDADES MAGNÉTICAS Y DE TRANSPORTE   DE NUEVOS ...
Contenido                                                                                   1/39            I. Introducció...
2/39I. Introducción y motivación- Microhilos ferromagnéticos. Comportamiento magnético e interés- Objetivos y planteamient...
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1. Magnetómetro de elevada sensibilidad                                         10/39  Desarrollo de un magnétómetro de in...
2. Hilos submicrométricos ricos en Fe                                     11/39 Los hilos submicrométricos ricos en Fe (a=...
2. Sistema blando/blando: control del switching I                                                            12/39G. Infan...
2. Sistema blando/blando: control del switching II                                          13/39   El recubrimiento de re...
2. Sistema blando/duro: varios modos de inversión                                                                  14/39G....
3. Microtubos Cu/FeNi como coil-less fluxgate                                                                        15/39...
16/39I. Introducción y motivación- Microhilos ferromagnéticos. Comportamiento magnético e interés- Objetivos y planteamien...
1. Pared de dominio en microhilos monofásicos                                                   17/39  Microhilos monofási...
1. Modelos de movimiento de la pared                                                                              18/39 Ex...
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2. Relajación estructural. Tratamientos térmicos                                                                     22/39...
23/39I. Introducción y motivación- Microhilos ferromagnéticos. Comportamiento magnético e interés- Objetivos y planteamien...
1. Espectroscopía de microondas                                                                                          2...
1. FMR y efecto pelicular                                                                                         25/39  L...
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2. FMR en un cilindro conductor ferromagnético                                                      27/40  FMR → Maxwell &...
2. Absorción de microondas                                                                              28/39 El modo de a...
2. Ejemplos de cálculos                                                                   29/39    Fe @ 70 GHz (m0MS=2.146...
2. Resultados experimentales                                                                     30/39  Microhilos monofás...
2. Resultados experimentales. n = 0                                                                    31/39 Modo “metálic...
2. Indicios experimentales. n = 1                                                          32/39 Algunos indicios en la li...
2. Resultados experimentales. n = 1                                                           33/39                       ...
3. Nuevo enfoque de medida VNA-FMR                                                                               34/39V. R...
3. FMR en microhilos bifásicos                                                                                   35/39    ...
3. Absorciones múltiples     Absorciones múltiples                                                                        ...
3. Origen de las absorciones múltiples                                                               3739 Necesario consid...
38/39I. Introducción y motivación- Microhilos ferromagnéticos. Comportamiento magnético e interés- Objetivos y planteamien...
Conclusiones                                                                                   39/39  Se han preparado dif...
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Tesis hilos magnéticos

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Diseño, fabricación y estudio de hilos con diámetro micro y submicrométrico y una o dos fases magnéticas:

-Proceso de imanación estático
-Dinámica de una pared de dominio
-Resonancia ferromagnética
-Sensores de campo magnético de tipo fluxgate

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Tesis hilos magnéticos

  1. 1. Defensa de TESIS DOCTORAL ICMM-CSIC, Madrid 20 de Diciembre de 2010 PROPIEDADES MAGNÉTICAS Y DE TRANSPORTE DE NUEVOS MICROHILOS MONO Y BIFÁSICOS Germán Infante Fernández Director: Manuel Vázquez Villalabeitia
  2. 2. Contenido 1/39 I. Introducción y motivación - Microhilos ferromagnéticos. Comportamiento magnético e interés - Objetivos y planteamiento del trabajo II. Resultados y discusión - El proceso de imanación - Dinámica de una pared de dominio - Resonancia ferromagnética en microhilos mono y bifásicos III. Conclusiones R. Varga L. Kraus V. Raposo C. E. Patton M. Butta
  3. 3. 2/39I. Introducción y motivación- Microhilos ferromagnéticos. Comportamiento magnético e interés- Objetivos y planteamiento del trabajoII. Resultados y discusión- El proceso de imanación- Dinámica de una pared de dominio.- Resonancia ferromagnética en microhilos mono y bifásicosIII. Conclusiones
  4. 4. Hilos ferromagnéticos. Un objeto importante 3/39 NANOESCALA Nanohilos (nanocintas) litografiados de FeNi Movimiento controlado de paredes de dominio (DW) S.S. Parkin et al., Science 320, 190 (2008) D. A. Allwood et al., Science 309, 1688 (2005) Matrices de nanohilos en membranas autoorganizadas de Al2O3 Control geometría, fenómenos de transporte e interacción,… H. Masuda et al., Science 268, 1466 (1995) MESOESCALA Microhilos mono y bifásicos Sencillos de producir de manera continua (lºm) Estudio del mismo tipo de fenómenos (μm → nm) Importante aplicación como sensores M. Vázquez, Advanced Magnetic Microwires. Handbook of Magnetism and Advanced Magnetic Materials, Wiley (2007)
  5. 5. Microhilos magnéticos. Interés tecnológico 4/39 Elementos sensores/generadores de campo magnético Puntas para SP-STM Max Plank Institute, Halle Sensores comerciales de campo magnético http://www.aichi-mi.com/ Absorción de potencia de microondas Metamateriales J. Carbonell et al. Phys. Rev. B 81, 024401 (2010)Pintura absorbente basada en microhilos Manipulador magnético intracelular CNB-CSIC (A. M. http://www.micromag.es/results.html de Aguilera et al., EMSA 2010. W20.30)
  6. 6. Microhilos mono y bifásicos. Fabricación 5/39Hilos con una o dos fases magnéticas, sección transversal μm y elevada relación de aspecto (l>>a,t) solidificación rápida electrodeposición Núcleo amorfo: 80% Fe-FeCo + 20% (Si, B,...) Pyrex Au (lámina delgada) Recubrimiento policristalino: CoNi, FeNi,… M. Vázquez, Advanced Magnetic Microwires, Handbook of Magnetism and Advanced Magnetic Materials, Wiley (2007)
  7. 7. Microhilos monofásicos. Comportamiento magnético 6/39 Estructura amorfa fl ausencia de anisotropía magnetocristalina axiales (z) [1]fl comportamiento magnético muy blando regido por laanisotropía magnetoelástica (λS) radiales (r) Estructura de dominios tipo core-shell: doscomportamientos básicos dependiendo del signo de λS [1] circulares (f) Fe (Fe77.5Si7.5B15) CoFe ((Co0.94Fe0.06)72.5Si12.5B15) λSª10-5 │λS│≤10-7 Magnetoimpedancia [2] δ Propagación de una pared de dominio, LBJ [1] H. Chiriac et al., Phys. Rev. B 52 , 10104 (1995), [2] L. Kraus et al., J. Magn. Magn. Mater 254-255, 399 (2003)
  8. 8. Microhilos bifásicos. Comportamiento magnético 7/39 Sistemas blando/duro CoFe/CoNi: la fuerte interacción dipolar controla el proceso de imanacióndel núcleo no magnetostrictivo [1] a través de un campo bias Hb [1] Interesante comportamiento de MI y FMR, aplicación como sensores [2] [1] J. Escrig et al., J. Appl. Phys. 105, 023907 (2009), [2] M. Vazquez et al., PCT/ES2005/070173 (2006)
  9. 9. Muestras preparadas. Planteamiento y objetivos 8/39[1] 50% en vol. de i) Ni: NiSO4·6H2O (300 g/l), NiCl2·6H2O (45 g/l), H3BO3 (45 g/l) y H2O purificada, pH=4.5 e ii) Co: CoSO4·7H2O (300 g/l), CoCl2·6H2O (45 g/l), H3BO3 (45 g/l) y H2O purificada, pH=4.3. [2] FeSO4·7H2O (8 g/l), NiSO4·6H2O (125 g/l), NiCl2·6H2O (20 g/l), H3BO3 (40 g/l), sacarina (6 g/l) y H2O purificada. pH=2.8 (KOH 1M).
  10. 10. 9/39I. Introducción y motivación- Microhilos ferromagnéticos. Comportamiento magnético e interés- Objetivos y planteamiento del trabajoII. Resultados y discusión - El proceso de imanación 1. Magnetómetro digital de elevada sensibilidad 2. Biestabilidad magnética en microhilos mono y bifásicos 3. Microtubos Cu/FeNi como coil-less fluxgatesIII. Conclusiones
  11. 11. 1. Magnetómetro de elevada sensibilidad 10/39 Desarrollo de un magnétómetro de inducción digital de elevada sensibilidad para lacaracterización cuasiestática a bajo campo Sensible: mª5â10-5 e.m.u, 1 hilo submicrométrico (a=0.75 μm, l=10 mm) Rápido (t<1 min.) Sencillo y económico (º2500 €) Adaptable a otras geometrías (láminas delgadas blandas,…)
  12. 12. 2. Hilos submicrométricos ricos en Fe 11/39 Los hilos submicrométricos ricos en Fe (a=0.75 μm, tg=13 µm)mantienen el característico salto Barkhausen gigante (LBJ) a bajo campo submicrométrico “estándar” (a=7 μm, tg=12 µm) l=9 mm Los ciclos a alto campo muestran modificaciones significativasen el proceso de imanación ^ l=9 mm
  13. 13. 2. Sistema blando/blando: control del switching I 12/39G. Infante, G. A. Badini-Confalonieri, R. P. del Real, M. Vázquez, J. Phys D: Appl. Phys. 43, 345002 (2010) Control efectivo de la biestabilidad magnética del núcleo de Fe en un sistema blando/blando: Fe76Si9B10P5 /Fe20Ni80 (a=7 μm, tg=12 µm, t=0-7.5 µm, l=13 mm) Blando (Fe76Si9B10P5) Blando (Fe20Ni80) El importante aumento de Hsw en el núcleo amorfo con el espesor t del recubrimiento no es un efecto de la tensión…
  14. 14. 2. Sistema blando/blando: control del switching II 13/39 El recubrimiento de resto de parámetros geométicos juegande origenun papel en los extremos del El FeNi crea un intenso campo bias Hb tambien dipolar importante. Hsw puede aumentar hastahilo que retarda el switching Hsw del núcleo (l=13 mm) en un orden de magnitud Blando (FeSiBP ) Blando (FeNi)
  15. 15. 2. Sistema blando/duro: varios modos de inversión 14/39G. Infante, K. J. Merazzo, G. A. Badini-Confalonieri, F. Batallán, M. Vázquez, J. Appl. Phys. 105, 07A320 (2009) La interacción dipolar en un sistema blando/duro Fe77.5Si7.5B15/Co90Ni10 (a=5 μm, tg=8 µm, t=0-6 µm, l=6 mm) crea diferentes modos de inversion. Las tensiones destruyen la biestabilidad Blando (Fe77.5Si7.5B15) Duro (Co90Ni10) [1] S. Allende et al., Nanotechnology 20, 445707 (2009)
  16. 16. 3. Microtubos Cu/FeNi como coil-less fluxgate 15/39M. Vázquez, G. A. Badini-Confalonieri, G. Infante, M. Butta, P. Ripka, PCT/ES2009/070417 (2009) Sensor de campo B ortogonal (H(t)^B0): B0 origina una asimetría en el ciclo de histéresis circular (Bf-Hf) [1] de un recubrimiento con anisotropía helicoidal [2] Microhilos Cu/Fe20Ni80 (a=44 μm, t=4 μm, tg=3 μm)Anisotropía helicoidal las fugas hacia el recubrimiento magnético del FeNi mediante campoLa capa aislante reduce inducida durante la electrodeposiciónmagnético/torsión operación (5-10 kHz). Isat= 15-20 mA @ 10 kHz:a las frecuencias de de integrar y con sensibilidad/rango lineal aceptables, pero requieren elevadas Sencillos, fáciles3 veces menos que sin recubrimientoyaislante [2]el hilo…corrientes de saturación (Isatª80 mA) torsionar Niveles de ruido: 1-45 nT/Hz1/2 Resoluciónª15 nT [2] F. E. Atalay al.,al., J. Alloys Compd. 392, 322 (2005) [2] M. Butta et al., J. Magn. Magn. Mater. 320, e974 (2008) [1] P. Ripka et et Sens. Actuators A 145-146, 23 (2008),
  17. 17. 16/39I. Introducción y motivación- Microhilos ferromagnéticos. Comportamiento magnético e interés- Objetivos y planteamiento del trabajoII. Resultados y discusión - Dinámica de una pared de dominio 1. Introducción 2. Amortiguamiento por relajación estructuralIII. Conclusiones
  18. 18. 1. Pared de dominio en microhilos monofásicos 17/39 Microhilos monofásicos ricos en Fe (λS>0): campo de pruebas alternativo a los nanohilos paraestudiar la dinámica de una única pared de dominio (DW) monodominio axial Pared de 180° Análisis del movimiento amortiguado de la DW [1] mediante sencillas técnicas inductivas [2] [1] R. Varga et al., Phys. Rev. Lett. 94, 017201 (2005) [2] J. Hudak et al., Sens. Actuators A 156, 292 (2009)
  19. 19. 1. Modelos de movimiento de la pared 18/39 Existen varios regímenes de velocidad para la DW - Regimen viscoso intermedio de velocidades moderadas [1] fuentes del amortiguamiento viscoso β - Regimen adiabático: desplazamiento discontínuo, velocidad baja, H↓↓[2] - Regimen de velocidad elevada (>1000 m/s), H↑↑, límite de Walker [3] [1] R. Varga et al., Phys. Rev. Lett. 94, 017201 (2005), [2] G. Durin, The science of hysteresis, Academic Press (2006), [3] R. Varga et al., Phys. Rev. B 76, 132406 (2007)
  20. 20. 2. Relajación estructural. Influencia de la frecuencia 19/39G. Infante, R. Varga, G. A. Badini-Confalonieri, M. Vázquez, Appl. Phys. Lett. 95, 012503 (2009) Relajación estructural: after-effect originado por procesos de difusión atómica consecuencia del estado metaestable intrínseco de un microhilo amorfo [1] Reordenamientos atómicos (par a-b) fuertemente dependientes del T y f que van a interaccionar con la DW Microhilos monofásicos de Fe76Si9B10P5 [2] (a=7 µm, tg=12 µm, l=100 mm) El amortiguamiento β disminuye sustancialmente al aumentar f, especialmente a baja T… [1] H. Kronmüller, Micromagnetism and the Microstructure of Ferromagnetic Solids, Cambridge University Press (2003) 274 [2] A. Makino et al., J. Magn. Magn. Mater. 320, 2499 (2008)
  21. 21. 2. Relajación estructural. Influencia de la frecuencia 20/39 Dos componentes principales del amortiguamiento [1]: relajación magnética βm y estructural βS fr : frecuencia de relajación de los defectos móviles La relajación estructural es un mecanismo efectivo para manipular la DW - Relajación estructural βS importante a baja frecuencia (estado relajado). β aumenta en más de un orden de magnitud… - Amortiguamiento mucho menor al incrementar la frecuencia. La relajación magnética βm es ahora el mecanismo predominante (estado no relajado) [1] R. Varga et al., Phys. Rev. Lett. 94, 017201 (2005)
  22. 22. 2. Relajación estructural. Balance de tiempos 21/39 Balance entre el tiempo de relajación de los defectos tr =1/fr y el tiempo de medida tm [1] tm > tr tm < tr [1] L. M. Garcia et al., Phys. Rev. B 54, 15238 (1996) La dependencia de β con la frecuencia confirma la importante presencia de relajación estructural βS
  23. 23. 2. Relajación estructural. Tratamientos térmicos 22/39R. Varga, G. Infante, G.A. Badini-Confalonieri, M. Vázquez, J. Phys.: Conf. Series 200, 042026 (2010) Tratamiento a Ta=473 K<Tc: estabilización, disminución en la densidad de defectos móviles cp [1]. Se supera el regimen difusivo en el que domina el mecanismo de after-effect [2] [2] Difusión de C en Fe [1] P. Allia et al., Appl. Phys. Lett. 59, 2454 (1991) [2] A. F. Khapikov, Phys. Solid State 36, 1126 (1994) Comportamiento con f del campo umbral Ht y del amortiguamiento β coherente con el visto para la relajación estructural
  24. 24. 23/39I. Introducción y motivación- Microhilos ferromagnéticos. Comportamiento magnético e interés- Objetivos y planteamiento del trabajoII. Resultados y discusión - Resonancia ferromagnética en microhilos mono y bifásicos 1. Introducción 2. FMR del micro al nanohilo 3. Absorciones múltiples en microhilos bifásicosIII. Conclusiones
  25. 25. 1. Espectroscopía de microondas 24/39 8/25 Existen varios tipos de excitaciones magnéticas de microondas Modo de precesión uniforme: FMR Variación espacial de m: ondas de espín Hacen posible una espectroscopía de microondas que permite Determinar parámetros intrínsecos del material: Ms , Han , g, α,…[1] Diseñar componentes EHF (30-300 GHz) [2] Switching de M asistido por microondas [3] Estudiar fenómenos no lineales, diseñar metamateriales (ε,μ<0),… [1] P. Krivosik et al., Appl. Phys. Lett. 95, 052509 (2009), [2] Y.Y. Song et al., Appl. Phys. Lett. 95, 0142506 (2009), [3] C. Nistor et al., Appl. Phys. Lett. 95, 012504 (2009)
  26. 26. 1. FMR y efecto pelicular 25/39 L. Kraus, M. Vázquez, G. Infante, G. A. Badini-Confalonieri, J. Torrejón, Appl. Phys. Lett. 94, 062505 (2009) Hdc precesión M Precesión libre esfera isótropa: ω0= γH (Hdc º kOe, ω0 º 10 GHz)h(t)=h0eiωt Anisotropía y forma influyen en ω0 … FMR Æ h(t)=h0eiωt mantiene el movimiento de M… Resonancia (ω=ωr ): máxima absorción de energía ωr= ωr (Heff ) Pérdidas: explican el ancho de línea ∆Hr finito δ ∆Hr efecto pelicular Hr δ
  27. 27. 1. Sobre la condición de resonancia 26/39 C. Kittel, Phys. Rev. 73, 155 (1948) Derivó la condición de resonancia para unelipsoide aislante saturado por un campo H a lolargo de uno de sus ejes principales. Cuidado al aplicar las condiciones de FMR deKittel a un metal ferromagnético:- La aproximación de lámina delgada (10) esválida para un cilindro bulk: su radio es grandecomparado con la longitud de penetración δ [1].- Cuando δ se hace comparable al radio del hilo,las dimensiones afectan al espectro [2] y el δcampo de resonancia se desplaza… HEstas claras condiciones no se respetan siempre, lo que ?origina interpretaciones erróneas de los espectros de =FMR, especialmente en el caso de un hilo conductor… [1] D. S. Rodbell, J. Appl. Phys. 30, 1845 (1959) [2] B. Heinrich, Czech. J. Phys. B 17, 142 (1967)
  28. 28. 2. FMR en un cilindro conductor ferromagnético 27/40 FMR → Maxwell & Landau-Lifshitz-(Gilbert) + condiciones de contorno Caso general resuelto por L. Kraus [1]: Infinitas soluciones (modos n)de la ecuación de ondas con diferente simetría espacial para r<a La potencia absorbida de microondas k es la cte. de propagación en el hilo (r<a): k=k’+ik’’, despreciando el canje: ηn impedancia superficial δ An parámetro de scattering a ¿Qué modos de absorción n pueden excitarse en el hilo? 1/k’’→ δ(H) longitud de penetración magnética (δ0: no magnética) [1] L. Kraus, Czech J. Phys. B 32, 1264 (1982)
  29. 29. 2. Absorción de microondas 28/39 El modo de absorción excitado depende de las condiciones experimentales y del radio del hilo n=0 (simetría rotacional) n=1 (simetría dipolar) m m → Magneto-impedancia !! Si a ≤ δ0 (º 1 µm según ω ), A1 conduce a: Kittel lámina delgada Kittel cilindro Excitado intensamente cuando emax (t) Excitado intensamente cuando hmax(t) a lo largo del hilo [1] (VNA-GMI, etc…) (configuración EPR / FMR en aislantes) Característico de hilos bulk Observable si a ≤ δ0 : nanoescala [2] [1] D. S. Rodbell, J. Appl. Phys. 30, 1845 (1959) [2] R. Arias et al., Phys. Rev. B 63, 134439 (2001)
  30. 30. 2. Ejemplos de cálculos 29/39 Fe @ 70 GHz (m0MS=2.146 T, g=2.09, ρ=9.7 mW/cm, a=1.35x10-3, KS=0 J/m2, A=2 x10-11 J/m) Kittel cilindro Kittel lámina delgada FMR @ n=1 n=0
  31. 31. 2. Resultados experimentales 30/39 Microhilos monofásicos de Fe76Si9B10P5 bulk (a=13.5 μm, tg= 11 μm) ysubmicrométricos (a=0.75 μm, tg= 13 μm) FMR @ 49.1 & 69.7 GHz (banda V): saturación de todas las muestras Espectro de FMR en función de la intensidad del campo (e, h) de microondas emax hmax H Hr (l=1.5 mm de longitud (guía de 3.96 mm de diámetro), modulación máx. de 3 Oe @ 95 kHz)
  32. 32. 2. Resultados experimentales. n = 0 31/39 Modo “metálico” (n=0) en un hilo bulk de FeSiBP (a=13.5 µm) a lo largo de emax *4πMs=15.5 kG, g=2.09, Heff º H Excitado en la inmensa mayoría de los trabajos, tanto por las dimensiones de las muestras como por las condiciones experimentales FMAR @ FMR solo superficie: δ≈ 200 nm → δ0ª10δ a=14 µm Frecuentemente obviado en la literatura…[1] FMR [1] H. Chiriac el al. J. Appl. Phys. 87, 4816 (2000) δ0= 2.1 µm (4πMs= 15.5 kOe, g= 2.09, ρ= 125 µΩcm, α= 4.33 x10-3)
  33. 33. 2. Indicios experimentales. n = 1 32/39 Algunos indicios en la literatura de la existencia/observación del modo n=1… aªδ0 + ¿se trata del modo “aislante” n=1?
  34. 34. 2. Resultados experimentales. n = 1 33/39 19/25L. Kraus, G. Infante, Z. Frait, M. Vázquez, en preparación Excitación del modo “aislante” n=1 en un hilo submicrométrico (a=0.75 μm, tg=13 µm) *4πMs=15.5 kG, g=2.09, Heff º H
  35. 35. 3. Nuevo enfoque de medida VNA-FMR 34/39V. Raposo, G. Infante, M. Zazo, J. Íñiguez, Magnetic Measurements 2010, MP19 Basado en un conector SMA comercial: fiable hasta 12 GHz, más simple y versátil que los empleados hasta ahora: [1],[2] Irf (t) H [1] D. Menard et al., J. Appl. Phys. 84, 2805 (1998) [2] J. Torrejón et al., J. Appl. Phys. 106, 023913 (2009) hilo 12.7 mm 11.5 GHz Hilo CoFe bulk (a=7 μm, tg=14 µm, l=5 mm, Pout=-10 dBm) CALIBRACIÓN: resistencia SMD 50 Ω (desfase eléctrico = 77 ps)
  36. 36. 3. FMR en microhilos bifásicos 35/39 Microhilos bifásicos: micro-cable coaxial con impedancia característica Z0 fácilmente ajustable a 50 Ω magnético aislante magnético CoFe CoNi Au Atenuación controlable vía campo H, pero el orígen de las absorciones múltiples no está clarodebido a experimentos iniciales en recubrimientos no saturados [1,2] CoFe/CoNi (a=8.5μm, tg=12 µm, t=3 μm, l=6 mm, CoNi no saturado, Irf por núcleo de CoFe) ¿2 fases magnéticas, 2 FMRs? Absorción a baja f que no sigue la condición de FMR esperada… [1,2] J. Torrejón et al., J. Appl. Phys. 106, 023913 (2009), J. Phys. D: Appl. Phys 43, 145001 (2010)
  37. 37. 3. Absorciones múltiples Absorciones múltiples 36/39R. El kammouni, G. Infante, J. Torrejón, M. Britel, J. Brigui, M. Vázquez, aceptado en Phys. Stat. Sol. (a) FMR en hilos bifásicos con núcleo y recubrimiento muy blandos (ambos saturados) Co67.06Fe3.87Ni1.44Si14.47B11.53Mo1.66 /Fe20Ni80 (a=7μm, tg=14 µm t=2.5 μm, l=5 mm, Irf por núcleo de CoFe) CoFe FeNi Au 2 fases magnéticas saturadas, 3 absorciones 2 corresponden a la FMR del núcleo (CoFe) y del recubrimiento (FeNi) [1]: Se mantiene la absorción a baja f, su origen no es magnético… [1] H. García-Miquel et al., J. Appl. Phys. 94,1868 (2003)
  38. 38. 3. Origen de las absorciones múltiples 3739 Necesario considerar el caracter capacitivo de las estructuras [1,2] al analizar su espectro de FMR Microhilo bifásico: condensador cilíndrico con capacidad C → forma un circuito resonante LRC i), ii) iii) Irf [1] V. Raposo et al., Sens. Actuators A 106, 329 (2003), [2] Z. M. Wu et al., IEEE Trans. Magn. 43, 3146 (2007) i) Excitación de la capa externa si Irf circula solo por el núcleo… ii) La bajada en R en presencia de recubrimiento externo menos resistivo (Au/Au+FeNi) iii) La frecuencia de absorción depende de las dimensiones del dieléctrico (tg ).
  39. 39. 38/39I. Introducción y motivación- Microhilos ferromagnéticos. Comportamiento magnético e interés- Objetivos y planteamiento del trabajoII. Resultados y discusión- Biestabilidad magnética en microhilos mono y bifásicos- Dinámica de una pared de dominio.- Resonancia ferromagnética en microhilos mono y bifásicos- Coil-less fluxgates basados en microhilosIII. Conclusiones
  40. 40. Conclusiones 39/39 Se han preparado diferentes tipos de microhilos magnéticos mono y bifásicos. Destacan las muestras con radio submicrométrico y los sistemas blando/blando (Fe/FeNi, CoFe/FeNi). Se ha realizado la puesta a punto de varios dispositivos experimentales para la caracterización magnética estática y a “alta frecuencia”. Los hilos monofásicos submicrométricos presentan alteraciones en su estructura de dominios como consecuencia de la anisotropía de forma y de las tensiones inducidas por el extenso recubrimiento de vidrio. La interacción dipolar gobierna la biestabilidad magnética en los microhilos bifásicos. En el sistema blando/blando Fe/FeNi es posible un control efectivo del switching del núcleo amorfo. La relajación estructural es un mecanismo eficaz para manipular la dinámica de una pared de dominio en microhilos ricos en Fe. Controla su amortiguamiento hasta en un orden de magnitud. Son posibles dos modos de absorción de microodas en un hilo conductor ferromagnético: las muestras bulk satisfacen la condición de Kittel para una lámina delgada, que evoluciona hacia la condición de resonancia de un cilindro a medida que el radio se aproxima a la nanoescala. Es imprescindible tener en cuenta el carácter capacitivo de los microhilos bifásicos al analizar sus múltiples absorciones resonantes. Se ha investigado el uso de microtubos Cu/FeNi como núcleos de sensores coil-less fluxgate.
  41. 41. Defensa de TESIS DOCTORAL ICMM-CSIC, Madrid 20 de Diciembre de 2010 PROPIEDADES MAGNÉTICAS Y DE TRANSPORTE DE NUEVOS MICROHILOS MONO Y BIFÁSICOS Germán Infante Fernández Director: Manuel Vázquez Villalabeitia

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