Microsistemi e materiali magnetici Parma 10-11 Ottobre 2003 Materiali nanogranulari ISOAP 1 TEMATICA 1 FIRB Unità : - Politecnico di Torino Torino Napoli.

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1 Microsistemi e materiali magnetici Parma 10-11 Ottobre 2003 Materiali nanogranulari ISOAP 1 TEMATICA 1 FIRB Unità : - Politecnico di Torino Torino Napoli Ferrara Bologna LAquila - Galileo Ferraris - ISM/Roma –CNR ISM ITMC - IMEM/CNR IMEM-Sez.Parma IMEM-Sez. ISM/Bologna

2 Microsistemi e materiali magnetici Parma 10-11 Ottobre 2003 Unità: ISM - CNR ISOAP 1 TEMATICA 1 FIRB - Deposizione PLD di film CoPt, come mezzi per registrazione magnetica. - Cluster di nanoparticelle metalliche disperse in matrice polimerica (cluster di Co, Fe, Ni in polistirene) - Studio dei processi di switching della magnetizzazione e loro dipendenza dalle caratteristiche microstruturali (cicli di isteresi, curve di rimanenza, curve di rilassamento della magnetizzazione ).

3 Microsistemi e materiali magnetici Parma 10-11 Ottobre 2003 Unità: Galileo Ferraris ISOAP 1 TEMATICA 1 FIRB - Preparazione di materiali magnetici granulari di tipo bulk (nastri) mediante raffreddamento ultrarapido (planar flow casting): Cu-Co, Cu-Fe-Ni - studio delle proprietà magnetiche e di magnetotrasporto: effetto dei trattamenti termici

4 Microsistemi e materiali magnetici Parma 10-11 Ottobre 2003 ISOAP 1 TEMATICA 1 FIRB Studio delle proprietà di magnetotrasporto in multistrati granulari a base di Co: Co-Au, Co-Cu - Studio della dipendenza delle proprietà di magnetotrasporto dalla dimensione dei cluster magnetici e dalla natura dello spacer non magnetico - Upgrading della apparecchiatura di sputtering (variazione della temperatura di deposizione fino a 500 C con un nuovo substrato) Unità: IMEM-CNR

5 Microsistemi e materiali magnetici Parma 10-11 Ottobre 2003 Unità: Politecnico di Torino ISOAP 1 TEMATICA 1 FIRB 1) Sistemi nanogranulari core/shell (Fe/FeOx, ….) prodotti mediante IGC 1) Materiali magnetici ad alta anisotropia (film di leghe CoPt) per registrazione magnetica ad alta densità 1. Nanoparticelle di Ni; materiali naocompositi costituite da particelle magnetiche in matrice elastomerica 1. Modellistica ed applicazioni in sensori ed attuatori delle proprietà elastomagnetiche dei compositi metallo/matrice elastomerica. 5)Modellizzazione delle curve di magnetoresistenza isotropa negativa in sistemi a range di correlazione magnetica nanometrica

6 Microsistemi e materiali magnetici Parma 10-11 Ottobre 2003 Politecnico di Torino ISOAP 1 TEMATICA 1 FIRB 1) Sistemi nanogranulari metallici a) Effetti della cinetica dei trattamenti termici sulle proprietà magnetiche e magnetoresistive di materiali granulari metallici b)Studio del comportamento magnetico in prossimità della transizione superparamagnetismo – ferromagnetismo a) Effetto della dispersione dimensionale dei nanocristalli magnetici sulla dipendenza del campo coercitivo dalla temperatura b) Effetto delle interazioni magnetiche tra particelle sulle proprietà magnetiche e magnetoresistive 1. Dipendenza delle proprietà magnetiche e magnetoresistive dalla concentrazione delle specie magnetiche f)Studio della struttura magnetica dei sistemi granulari mediante spettroscopia Mossbauer e diffrattometria neutronica a basso angolo polarizzati e non

7 Microsistemi e materiali magnetici Parma 10-11 Ottobre 2003 Facilities ISOAP 1 TEMATICA 1 FIRB Preparazione dei materiali - Film: sputtering (RF, DC), PLD, dip coating, spin coating, Langmuir Blodget, elettrochimica - Nastri: planar flow casting -Polveri (nanoparticelle, compositi): IGC, sintesi chimica da precursori organici, sol-gel…); mulini FIRB Upgrading sputtering IMEM

8 Microsistemi e materiali magnetici Parma 10-11 Ottobre 2003 Facilities ISOAP 1 TEMATICA 1 FIRB Caratterizazione morfologica e strutturale -Raggi X (diffrattometria, riflettometria) -SEM, TEM, STM, AFM -XPS, XAFS -DSC - Spettroscopia meccanica

9 Microsistemi e materiali magnetici Parma 10-11 Ottobre 2003 Facilities ISOAP 1 TEMATICA 1 FIRB Studio delle proprietà magnetiche Magnetometri : SQUID, VSM, AGFM, Estrazione Suscettometro AC Analisi termomagnetica MFM Magnetoottica Mossbauer FIRB AGFM (IEN), SQUID(Torino-FE), VSM vettoriale (ISM), Microscopio KERR, MFM (Torino-Poli)

10 Microsistemi e materiali magnetici Parma 10-11 Ottobre 2003 Obiettivi ISOAP 1 TEMATICA 1 FIRB 1) Film granulari in matrice metallica a) Ottimizzazione delle proprietà fisiche ai fini delle applicazioni b) Descrizione coerente ed unitaria del fenomeno della GMR o di prossimità in sistemi granulari; comprensione della dipendenza della GMR dalle proprietà elettroniche-strutturali (dimensioni particelle, Interazioni interparticelle, concentrazione)e verifica della validità dei modelli teorici c) Studio degli effetti di non collinearità magnetica, presenti sulla superficie delle particelle metalliche ferromagnetiche monodominio, sulla GMR Torino (Poli, FE), IEN, IMEM Film granulari in matrice non metallica a)Ottimizzazione delle proprietà fisiche ai fini delle applicazioni b) Studio dei meccanismi che determinano la dipendenza della magnetoresistenza dalla temperatura e dal voltaggio di bias Torino (FE)

11 Microsistemi e materiali magnetici Parma 10-11 Ottobre 2003 Obiettivi ISOAP 1 TEMATICA 1 FIRB 3) Realizzazione di materiali nanocompositi, costituiti da particelle metalliche in matrice elastomerica, con minore dimensione delle particelle e migliore selezione della loro forma (aciculari) per ottimizzare laccoppiamento magnetoelastico. Modellistica.Indagine sulle potenziali applicazioninel settore areonautico (materiali funzionali a controllo di forma) e/o biomedico (sensori non invasivi) Torino(NA), ISM 4) Sintesi mediante IGC di nanoparticelle core/shell metallo/ossido (Co,Ni,Cr) Comprensione degli effetti exchange bias (interfaccia metallo/ossido) e di interazioni interparticelle. Exchange bias in multistrati Co-CoO Torino(BO, LAQ)), ISM

12 Microsistemi e materiali magnetici Parma 10-11 Ottobre 2003 Obiettivi ISOAP 1 TEMATICA 1 FIRB 5) Film di leghe metalliche ad alta anisotropia come mezzi per la registrazione magnetica ad alta densità. a) Ottimizzazione delle condizioni di deposizione PLD di film CoPt per ottenere la fase tetragonale (fct) ad alta anisotropia magnetica. b) Comprensione dei meccanismi di inversione della magnetizzazione e della loro dipendenza dalle caratteristiche microstrutturali. ISM, Torino(BO, LAQ), IEN

13 Microsistemi e materiali magnetici Parma 10-11 Ottobre 2003 Sensori e microattuatori micromagnetici ISOAP 1 WORKPACKAGE 1 FIRB Sensori di deformazione statica e dinamica Particelle metalliche (asimmetriche) in matrice elastomerica (Ni, Co, Fe in silicone) Sensori magnetoresistivi Materiali granulari Co-Cu, FeNiCu…..

14 3 Microsistemi e materiali magnetici Parma 10-11 Ottobre 2003 Materiali per registrazione magnetica ISOAP 1 WORKPACKAGE FIRB Film CoPt ad alta anisotropia Deposizione PLD, studio dei meccanismi di inversione della magnetizzazione