Optimización de las propiedades magnéticas y de transporte en multicapas metálicas y heteroestructuras magnéticas diluídas

Abstract

Después de optimizar el sistema Py/Gd, estudiamos el acoplamiento magnético en estas estructuras. Los resultados muestran dos tipos de acoplamiento dependiendo de la temperatura y del espesor de la capa de Py. Entre 250 y 140 K, el acoplamiento se puede explicar a través de la interacción de las paredes de la capa de Py con la imanación de la capa de Gd. Por debajo de 140 K hemos mostrado que hay procesos magnéticos debidos a la interacción antiferromagnética Py-Gd. En los últimos años, han aparecido un gran número de investigaciones acerca de los óxidos magnéticos diluidos (ZnO, TiO2, HfO2, ...). En estos materiales se dopa un óxido semiconductor con impurezas magnéticas para obtener un nuevo material que presente propiedades semiconductoras y ferromagnéticas al mismo tiempo. En este trabajo se han ampliado las investigaciones realizadas en este campo hasta el momento, ya que hemos partido de un sistema de electrones altamente correlacionados paramagnético, el LSTO, que pasa a ferromagnético a temperatura ambiente al doparlo con una pequeña cantidad de Co. En primer lugar mostramos que el sustrato óptimo para obtener capas delgadas de Co-LSTO con baja rugosidad es el STO(001). Al no encontrar signos de agregados de Co mayores de 10 nm podemos concluir que el ferromagnetismo del Co-LSTO es de tipo intrínseco. Esta hipótesis está apoyada por medidas de magnetorresistencia túnel que muestran una polarización de espín elevada en este material. Finalmente, hemos encontrado que las condiciones óptimas para el crecimiento del Co-LSTO (baja presión de oxígeno) inducen un estado de alta movilidad en el sustrato de STO. Por lo tanto, el Co-LSTO presenta características atractivas para su aplicación en el campo de la esppintrónica debido tanto a su ferromagnetismo a temperatura ambiente como a su elevada polarización de espín. Es más, el crecimiento a baja presión de oxígeno del Co-LSTO sobre STO, permite pensar en el desarrollo de un dispositivo en el que se combine un material con una elevada polarización de espín con otro de alta movilidad eléctrica en una heteroestructura formada únicamente por óxidos.