Procesos de imanación en sistemas magnéticos con anisotropía de canje

Abstract

En este trabajo se analizan los fenómenos relacionados con la inducción anisotropía de canje en bicapas de materiales ferromagnéticos (Permalloy) y antiferromagnéticos (óxidos de níquel y cobalto). Estas bicapas han sido crecidas con estructura nanicristalina mediante la técnica de pulverización catódica o sputtering. La caracterización estructural de estos materiales mediante Microscopía Electrónica de Trasmisión muestra que efectivamente tanto la lámina ferromagnética como la antiferromagnética presentan una estructura nanocristalina, y que en esta última, los granos están rodeados de una región interfacial que muestra diferencias estructurales con el interior. Las muestras estudiadas presentan desplazamiento del ciclo de histéresis y aumento de la coercitividad por debajo de la temperatura de orden del antiferromagnético. Cuando se realizan medidas con la temperatura y atrás el entrenamiento magnético de la muestra, se ha observado un efecto novedoso en este tipo de sistemas: una inversión del sentido de desplazamiento del ciclo de histéresis. Este fenómeno se ha interpretado como una consecuencia de la transición inferior que la del interior. Se ha desarrollado un modelo teórico sobre esta base que describe adecuadamente los resultados experimentales. Del mismo modo se ha estudiado con profundidad el proceso de imanación de estos sistemas mediante medidas de la dependencia angular del ciclo de histéresis, de la relajación magnética y de la magnetorresistencia. Las principales consecuencias de estos experimentos son que la presencia de anisotropía de canje induce una modificación del proceso de imanación en la lámina ferromagnética (que pasa de ser un proceso de desplazamiento de paredes a un proceso básicamente de rotaciones, con el subsecuente aumento de la coercitividad) y que la aparición de un eje de anisotropía unidireccional lleva aparejada la presencia de un eje de anisotropía uniáxica. Se ha desarrollado un modelo de rotación incoherente de la imanación, en el marco del cual se explican los resultados anteriores. Estas conclusiones arrojan luz sobre diversos aspectos del fenómeno de la anisotropía de canje sobre los cuales no se había realizado hasta ahora un estudio sistemático