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CNR-IMEM SISTEMI EXCHANGE –SPRING MICROMAGNETI SENSORI-ATTUATORI MAGNETOSTRITTIVI Luigi Pareti 4/3.

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Presentazione sul tema: "CNR-IMEM SISTEMI EXCHANGE –SPRING MICROMAGNETI SENSORI-ATTUATORI MAGNETOSTRITTIVI Luigi Pareti 4/3."— Transcript della presentazione:

1 CNR-IMEM SISTEMI EXCHANGE –SPRING MICROMAGNETI SENSORI-ATTUATORI MAGNETOSTRITTIVI Luigi Pareti 4/3

2 Responsabile Responsabile: Luigi Pareti Ricercatori Ricercatori: Franca Albertini Fulvio Bolzoni Riccardo Cabassi Antonio Paoluzi Giancarlo Salviati Giuseppe Turilli Giovane ricercatrice Giovane ricercatrice: Francesca Casoli Assegnista Assegnista: Raffaele Pellicelli Unità U5 CNR - IMEM Presentazione

3 Attività T4 - film e multistrati Sistemi exchange-spring micromagneti sensori-attuatori magnetostrittivi Attività U5: micromagneti unità base hard/soft da replicare nei multistrati Tecniche: crescita mediante sputtering caratterizzazione magnetica magnetometria (VSM, AGFM, SQUID), analisi termomagnetica, misure di magnetotrasporto

4 Attività svolta Ricerca bibliografica Ricerca bibliografica riscaldamento substrato trattamenti termici fase hard Modifiche sputtering Modifiche sputtering porta-substrati riscaldabile crescite a T elevata, trattamenti in situ (RT - 450° C) movimentazione substrato migliore controllo velocità di oscillazione, maggiore versatilità (A 1-x B x /C), migliore riproducibilità scelta dei materiali

5 Multistrati con anisotropia magnetica perpendicolare Multistrati con anisotropia magnetica perpendicolare influenza delle caratteristiche di crescita in multistrati Co/Au spessori degli strati, numero di ripetizioni, trattamenti termici, pressione di sputtering: Casoli et al., Scripta Mater. 48, 955 (2003) costante di anisotropia da magnetometria e microscopia a forza magnetica: Donzelli et al., J. Appl. Phys. 93, 9908 (2003)

6 Obiettivi Strati hard con anisotropia perpendicolare Strati hard con anisotropia perpendicolare crescita su substrati riscaldati FePt FePt (T 450° C) : su Si(100) con ossido nativo crescita epitassiale su MgO(100) [K=410 6 J/m 3, 0 H C =4 T in Shima et al., Appl. Phys. Lett. 81, 1050 (2002)] CoCrPt CoCrPt (T 200 °C) : su Si e quarzo, underlayer opportuni [K= J/m 3, 0 H C =0.35 T in Shimatsu et al., J. Magn. Magn. Mater. 235, 273 (2002)] Bistrati exchange-coupled Bistrati exchange-coupled hardFePtCoCrPt strato hard:FePt, CoCrPt softFeNiFeCo strato soft:Fe, NiFe, Co

7 Anisotropia perpendicolare e accoppiamento tra strati in funzione di Anisotropia perpendicolare e accoppiamento tra strati in funzione di: spessori degli strati, caratteristiche di crescita, caratteristiche microstrutturali, tipo di materiali Verifica del diagramma di fase magnetica secondo il modello Verifica del diagramma di fase magnetica secondo il modello proposto da U1 proposto da U1 Multistrati exchange-coupled Multistrati exchange-coupled da ottenere replicando i bistrati

8 Apparato di sputtering RF TARGETSUBSTRATO C B LOAD-LOCK A Pressione base Pressione di Ar PotenzaSubstrati (RT-450° C)Target mbar mbar 0 – 500 W Si(100) + ossido nativo, MgO(100) Co, Ni, Fe, Pt, Au, Ag, Cu, Al, Cr, Ni 80 Fe 20, Co 78 Cr 22

9 Tecniche sperimentali Magnetometria Magnetometria AGFM (gradiente alternato di campo) RT, sens.=10 -7 emu, 0 H max =2 T SQUID K, sens.=10 -8 emu, 0 H max =5.5 T VSM 77 K – RT, sens.=10 -4 emu, 0 H max =2 T 3 K – RT, sens.=10 -5 emu, 0 H max =12 T Analisi termomagnetica Analisi termomagnetica suscettività AC RT – 1200 K, 0 H=0 – 0.5 mT 1 emu=10 -3 Am 2

10 Misure di magnetotrasporto AC/DC Misure di magnetotrasporto AC/DC tecnica van der Pauw, effetto Hall 3 K – RT, 0 H max =12 T Dicroismo magnetico circolare di raggi X – XMCD Dicroismo magnetico circolare di raggi X – XMCD elemental selectivity high sensitivity magnetic microscopy


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