BR102016009751A2 - Bifaseic ferromagnetic films as elements sensors for devices based on the effect of magnetoimpedãncia - Google Patents

Abstract

a presente patente de invenção objetiva empregar um sistema nanoestruturado do tipo filme ferromagnético bifásico, com fases ferromagnéticas dura e macia intermediadas por uma camada não magnética atuando em conjunto, que apresenta efeito magnetoimpedância assimétrico (ami) e região linear das curvas de magnetoimpedância em torno do campo magnético zero, como elemento sensor em dispositivos tecnológicos, baseados no efeito magnetoimpedância (mi), que necessitam de resposta linear em baixos valores de campo magnético. o sistema nanoestruturado proposto consiste em filmes e multicamadas ferromagnéticos bifásicos, ou seja, com estrutura na forma [material ferromagnético 1/metal não magnético/material ferromagnético 2]. para obtenção do comportamento magnético bifásico e ami, as camadas ferromagnéticas devem ter propriedades magnéticas distintas, podendo ter diferentes composições ou a mesma composição, desde que apresentem anisotropias magnéticas diferentes. em filmes e multicamadas ferromagnéticos bifásicos, a região linear das curvas de mi pode ser ajustada em torno do campo magnético zero através da variação da espessura do material espaçador e da frequência da corrente de sonda. deste modo, consideráveis valores de variação na magnitude da impedância em campos baixos, associados à sensibilidade de mi, podem ser obtidos, o que coloca os filmes e multicamadas ferromagnéticos com comportamento magnético bifásico como candidatos promissores a elementos sensores para dispositivos tecnológicos baseados no efeito mi.

Description

Relatório descritivo da Patente de Invenção para “FILMES FERROMAGNÉTICOS BIFÁSICOS COMO ELEMENTOS SENSORES PARA DISPOSITIVOS BASEADOS NO EFEITO MAGNETOIMPEDÂNCIA” [001] A presente patente de invenção tem por finalidade produzir um sistema nanoestruturado do tipo filme ferromagnético bifásico, com fases ferromagnéticas dura e macia intermediadas por uma camada não magnética atuando em conjunto, que apresenta efeito magnetoimpedância assimétrica (AMI) e região linear das curvas de magnetoimpedância em torno do campo magnético zero, para uso como elemento sensor em dispositivos tecnológicos baseados no efeito magnetoimpedância (Ml) que necessitem de resposta linear em baixos valores de campo magnético.

[002] Atualmente, a dinâmica da magnetização em materiais nanoestruturados é um tema que desafia a comunidade científica no contexto de física básica. Esta é uma questão fundamental para as tecnologias atuais e emergentes, bem como para o desenvolvimento de dispositivos como MRAMs (T. GERRITS et al., Nature 418 (2002) 509), nano-osciladores (C. BOONE et al., Phys. Rev. B 79 (2009) 140404) e cabeças de leitura magnética (P. DELOOZE et al., J. Magn. Magn. Mater. 272-276 (2004) 2266).

[003] Neste sentido, o efeito Ml surge como uma das mais versáteis ferramentas para investigar e caracterizar materiais ferromagnéticos e nanoestruturas que compõem dispositivos tecnológicos, revelando propriedades magnéticas quase estáticas e propriedades dinâmicas em diferentes faixas de frequência e valores de campo magnético, em estados saturados e não saturados magneticamente (A. Μ. H. DE ANDRADE et al., J. Appl. Phys. 115 (2014) 103908).

[004] O efeito Ml corresponde à mudança na impedância elétrica (Z=R+iX) de um condutor magnético submetido a um campo magnético estático externo. Em um típico experimento de Ml, além do campo magnético externo, a amostra está também submetida a um campo magnético alternado associado à corrente elétrica de prova lac = l0 exp(i2nfí), sendo f a frequência da corrente. O efeito global destes campos atuando sobre a amostra é induzir intensas modificações na permeabilidade magnética transversal que, por sua vez, acabam por modificar a impedância da amostra (A. Μ. H. DE ANDRADE et ai., J. Appl. Phys. 115 (2014) 103908).

[005] Nos últimos anos, o interesse sobre o efeito Ml tem crescido consideravelmente, não somente devido à sua contribuição para o entendimento da física associada à dinâmica da magnetização em sistemas com dimensões reduzidas (A. YELON et al., Appl. Phys. Lett. 69 (1996) 3084), mas também devido à possibilidade de aplicação de materiais magnéticos como elemento sensor para dispositivos de detecção de baixos campos (H. CHIRIAC et al., J. Magn. Magn. Mater. 293 (2005) 671). Neste sentido, experimentos vêm sendo realizados em diversos sistemas magnéticos, incluindo amostras na forma de fitas amorfas (K. R. PIROTA et al., Phys. Rev. B 60 (1999) 6685 e F. AMALOU et al., J. Appl. Phys. 95 (2004) 1364), fios (R. S. BEACH et al., Appl. Phys. Lett. 64 (1994) 3652 e J. VELÁSQUEZ et al., Phys. Rev. B 50 (1994) 16737 e D. P. MAKHNOVSKIY et al., Appl. Phys. Lett. 77 (2000) 121 e G. V. KURLYANDSKAYA et al., J. Appl. Phys. 87 (2000) 4822) e filmes ferromagnéticos (A. D. C. VIEGAS et al., J. Appl. Phys. 101 (2007) 033908 e R. B. DA SILVA et al., Appl. Phys. Lett. 94 (2009) 042501 e Μ. A. CORRÊA et al., J. Phys. D Appl. Phys. 43 (2010) 295004 e M. S. MARQUES et al., Thin Solid Films 520 (2012) 2173 e G. V. KURLYANDSKAYA et al., J. Magn. Magn. Mater. 242-245 (2002) 291 e G. V. KURLYANDSKAYA et al., J. Phys. Cond. Mat. 16 (2004) 6561 e Μ. A. CORRÊA et al., J. Phys. D Appl. Phys. 41 (2008) 175003 e R. B. DA SILVA et al., Appl. Phys. Lett. 104 (2014) 102405), uma vez que estas nanoestruturas são adequadas para aplicações em dispositivos integrados.

[006] Na Ml as maiores variações são, normalmente, verificadas em materiais magnéticos macios com anisotropias magnéticas bem definidas e baixa resistência elétrica (L. KRAUS, J. Magn. Magn. Mater. 195 (1999) 764). Entretanto, embora os materiais magnéticos macios sejam altamente sensíveis a pequenas variações de baixos campos magnéticos, ao mesmo tempo, eles apresentam, essencialmente, um comportamento de Ml não linear em campos magnéticos próximos de zero, dificultando uma derivação simples e direta de um sinal apropriado para aplicações em dispositivos sensores (R. B. DA SILVA et al., Appl. Phys. Lett. 104 (2014) 102405 e J. TORREJÓN et al., J. Appl. Phys. 105 (2009) 033911).

[007] Do ponto de vista prático, a sensibilidade e a linearidade da Ml são os principais parâmetros a serem controlados (C. G. KIM et al., Appl. Phys. Lett. 75 (1999) 2114). Deste modo, com o intuito de superar as dificuldades previamente citadas e aprimorar as características lineares da resposta da Ml, uma das alternativas utilizadas para a modificação da região de atuação do sensor e o ajuste do comportamento linear da Ml para campos em torno de zero, corresponde à aplicação de um campo de polarização ou de uma corrente elétrica no elemento Ml ordinário (J. TORREJÓN et al., J. Appl. Phys. 105 (2009) 033911 e P. MANH-HUONG et al., Appl. Phys. Lett. 83 (2003) 2871). No entanto, esta abordagem mostra-se pouco eficaz tecnicamente, principalmente devido ao consumo energético, tornando difícil a miniaturização dos dispositivos sensores.

[008] Diversos trabalhos têm demonstrado que materiais magnéticos exibindo o efeito AMI surgem como alternativa promissora para aplicações em sensores de campo magnético lineares autoinduzidos. Nestes materiais, os efeitos assimétricos na Ml são obtidos através da indução de uma configuração magnética estática assimétrica, geralmente induzida por meio de interações magnetostáticas (G. V. KURLYANDSKAYA et al., J. Appl. Phys. 87 (2000) 4822 e J. TORREJÓN et al., J. Appl. Phys. 105 (2009) 033911 e C. G. KIM et al., Appl. Phys. Lett. 75 (1999) 2114 e J. P. SINNERCKER et al., J. Magn. Magn. Mater. 295 (2005) 121 e C. G. KIM et al., Appl. Phys. Lett. 77 (2000) 1730), exchange bias (R. B. DA SILVA et al., Appl. Phys. Lett. 94 (2009) 042501 e Appl. Phys. Lett. 104 (2014) 102405 e N. A. BUZNIKOV et al., Appl. Phys. Lett. 85 (2004) 3507 e C. GARCIA et al., Appl. Phys. Lett. 96 (2010) 232501) ou pela modificação da orientação entre o campo magnético externo e a anisotropia magnética da amostra (H. KIKUCHI et al., J. Appl. Phys. 115 (2014) 17A303).

[009] Para nanoestruturas magnéticas na forma de filmes, os primeiros resultados de AMI foram obtidos para multicamadas com exchange bias (R. B. DA SILVA et al., Appl. Phys. Lett. 94 (2009) 042501 e Appl. Phys. Lett. 104 (2014) 102405 e C. GARCÍA et al., Appl. Phys. Lett. 96 (2010) 232501). Teoria e experimento mostraram curvas de Ml deslocadas pelo campo de exchange bias e foi verificado que a região linear das curvas da AMI pode ser ajustada próxima de campo zero, modificando o ângulo entre o campo magnético externo aplicado e o campo de exchange bias, ou mudando a frequência da corrente de sonda.

[010] Na presente patente de invenção, com o intuito de obter o efeito AMI e o ajuste da região linear das curvas de Ml em torno de campo magnético zero em filmes ferromagnéticos adequados para uso como elemento sensor em dispositivos tecnológicos baseados no efeito Ml, que necessitam resposta linear em baixos valores de campo magnético, considera-se um sistema nanoestruturado do tipo filme ferromagnético bifásico, com fases ferromagnéticas dura e macia intermediadas por uma camada não magnética atuando em conjunto.

[011] O sistema nanoestruturado proposto consiste em filmes ferromagnéticos bifásicos, ou seja, com estrutura na forma [Material ferromagnético 1/Metal não magnético/Material ferromagnético 2]. Para obtenção de um comportamento magnético bifásico, as camadas ferromagnéticas devem ter propriedades magnéticas distintas, podendo ter diferentes composições ou a mesma composição, desde que apresentem anisotropias magnéticas diferentes. Estes possuem grandes possibilidades, pois suas propriedades magnéticas podem ser otimizadas durante o processo de produção das amostras ou através de subsequentes procedimentos, além de possibilitarem a obtenção do efeito AMI.

[012] O sistema proposto pode ser preparado, por exemplo, a partir: de uma camada ferromagnética de Nie-iFe-ig (NiFe), liga amplamente conhecida por apresentar propriedades magnéticas macias; uma camada ferromagnética de Co, material com propriedades magnéticas mais duras; e uma camada metálica não magnética. Podem-se produzir, em princípio, três sub-conjuntos de amostras: o primeiro consiste em amostras com estrutura NiFe(25 nm)/Cu/Co(50 nm) nas quais varia-se apenas a espessura do material espaçador Cu entre 0 nm e 10 nm; o segundo conjunto consiste de multicamadas ferromagnéticas bifásicas com estrutura [NiFe(25 nm)/Cu(7 nm)/Co(50 nm)/Ta(10 nm)] * n, com n = 1, 3 e 5; e, por fim, para o terceiro conjunto, mantém-se a espessura do material espaçador em 7 nm e altera-se o elemento espaçador. Filmes com as supracitadas estruturas podem ser produzidos em substratos de vidro, com dimensões 10 mm x 4 mm, por sputtering, técnica que propicia amostras de qualidade e garante reprodutibilidade das mesmas. Além disto, um campo magnético pode ser aplicado perpendicularmente ao eixo principal do substrato durante a deposição a fim de induzir anistropia magnética e definir um eixo de fácil magnetização.

[013] A Figura 1 mostra as curvas de magnetização para os filmes de NiFe(25 nm)/Cu/Co(50 nm) com diferentes espessuras do espaçador de cobre tcu, entre 0 nm a 10 nm, medidas com o campo magnético aplicado nas direções φ = 0o e φ = 90°, ângulo entre as direções do campo magnético aplicado na medida e eixo principal da amostra, que, por sua vez, é perpendicular ao campo magnético aplicado durante a deposição. Filmes com espaçador de cobre com tcu < 3 nm apresentam um comportamento magnético uniaxial típico, enquanto que filmes com tcu > 3 nm exibem um comportamento magnético bifásico, caracterizado por um processo de magnetização em dois estágios, com a reversão da magnetização da camada magnética macia de NiFe em baixos valores de campo magnético, seguida pela reversão da camada magnética dura do Co em campos magnéticos mais altos. O filme com espaçador de cobre com espessura igual a 3 nm apresenta comportamento intermediário.

[014] A Figura 2 mostra as medidas de Ml realizadas para os filmes de NiFe/Cu/Co, com diferentes espessuras fcu. para a frequência selecionada de 0.75 GHz, em φ = 0o. As medidas são adquiridas em um ciclo completo de magnetização e apresentam comportamento histerético, para φ = 0o. Aqui, é exibida apenas a curva na qual o campo magnético varia de seu valor máximo negativo, até o valor máximo positivo. Uma característica interessante relacionada ao comportamento da Ml reside na dependência da amplitude e posição dos picos com a espessura tcu e a frequência da corrente de sonda f. Filmes com tcu < 3 nm apresentam o bem conhecido comportamento simétrico da Ml verificado para sistemas anisotrópicos. As curvas têm o comportamento de duplo pico simétrico em torno de campo zero, com aproximadamente a mesma amplitude. Entretanto, filmes com tcu ^ 3 nm apresentam uma notável AMI. O comportamento assimétrico é atribuído a duas características peculiares: o deslocamento da curva de Ml em campo, representado pela posição assimétrica dos picos; e a assimetria na forma, evidenciada pela diferença de amplitude dos picos.

[015] Em sistemas nanoestruturados compostos por mais de uma camada magnética, verifica-se que o estado magnético de uma camada ferromagnética pode influenciar o comportamento de outra camada ferromagnética. Em particular, dentre os diversos tipos de interações magnéticas, destacam-se: o acoplamento de troca direto entre fases em contato (G. HASS et al., Physics of Thin Films (Academic Press, Inc., New York, 1971)), o acoplamento de troca indireto através de uma camada espaçadora (P. GRÜNBERG et al., Phys. Rev. Lett. 57 (1986) 2442 e S. S. P. PARKIN et al., Phys. Rev. Leti. 64 (1990) 2304 e S. S. P. PARKIN, Phys. Rev. Lett. 67 (1991) 3598 e V. GROLIER et al., Phys. Rev. Lett. 71 (1993) 3023 e S. S. P. PARKIN et al., Phys. Rev. B 44 (1991) 7131) e o acoplamento de origem dipolar (G. HASS et al., Physics of Thin Films (Academic Press, Inc., New York, 1971) e T. C. SCHULTHESS et al., J. Appi. Phys. 87 (2000) 5759 e H. D. CHOPRA et al., Phys. Rev. B 61 (2000) 9642 e M. VÁZQUEZ et al., J. Non. Cryst. Solids 353 (2007) 763). Elas são fortemente dependentes da espessura do espaçador e afetam de diferentes maneiras o comportamento da Ml. Em particular, o acoplamento de troca direto é verificado quando camadas ferromagnéticas estão em contato direto ou separadas por um espaçador muito fino, no qual pinholes são observados (G. HASS et al., Physics of Thin Films (Academic Press, Inc., New York, 1971) e J. M. D. Coey, Magnetism and Magnetic Materials (Cambridge University Press, New York, 2010)). Por outro lado, acoplamentos de troca indireto, tais como acoplamentos bilinear e biquadrático, são, geralmente, observados em amostras nas quais a espessura do espaçador é menor que 3 nm (S. S. P. PARKIN, Phys. Rev. Lett. 67 (1991) 3598). Por fim, acoplamentos de origem dipolar, como acoplamento de Néel e acoplamento magnetostático, são, usualmente, observados em amostras com diferentes fases ferromagnéticas com espaçadores com espessura mínima de 3 nm (T. C. SCHULTHESS et al., J. Appl. Phys. 87 (2000) 5759).

[016] Deste modo, considerando o intervalo de espessura do espaçador de Cu nas amostras investigadas, os dados experimentais previamente apresentados podem ser interpretados como resultado da competição entre os dois tipos de interações magnéticas entre as camadas ferromagnéticas: acoplamento de troca direto ferromagnético e acoplamento de origem dipolar (T. C. SCHULTHESS et al., J. Appl. Phys. 87 (2000) 5759). Para filmes com espessura da camada espaçadora > 3 nm, a camada de Cu está completamente preenchida (M. S. MARQUES et al., Thin Solid Films 520 (2012) 2173) e a natureza do acoplamento é dipolar. De fato, interações dipolares já foram identificadas como as responsáveis pela AMI em microfios com comportamento magnético bifásico (J. TORREJÓN et al., J. Appl. Phys. 105 (2009) 033911). Nestes filmes, a própria forma assimétrica das curvas de Ml medidas, a estrutura das amostras estudadas, consistindo de uma camada ferromagnética macia e uma camada ferromagnética dura intermediadas por um material espaçador não magnético, e, principalmente, a espessura do espaçador de Cu nas amostras com comportamento magnético bifásico inferem que o acoplamento é dipolar. Se as camadas ferromagnéticas estivessem completamente desacopladas, como previamente suposto quando analisadas as curvas de magnetização, esperar-se-ia o comportamento de múltiplos picos da Ml, sendo os picos associados aos campos de anisotropia de cada camada (L. KRAUS, J. Magn. Magn. Mater. 195 (1999) 764 e K. R. PIROTA et al., Phys. Rev. B 60 (1999) 6685). Este comportamento não é verificado aqui, indicando que a AMI não pode ser explicada assumindo a reversão independente das camadas de NiFe e Co.

[017] Assim, a assimetria surge como um resultado do acoplamento dipolar entre as camadas ferromagnéticas. A origem deste acoplamento é atribuída à presença da fase magnética dura do Co e ocorre através de um campo de acoplamento dipolar Ηφ, induzido por divergências de magnetização, devido à rugosidade nas interfaces e extremidades da amostra (J. TORREJÓN et ai., J. Appl. Phys. 105 (2009) 033911). Este campo atua como um campo de bias e deve ser levado em conta como um termo que contribui para a permeabilidade magnética transversal. É importante salientar que o campo de anisotropia da camada de Co é consideravelmente maior do que o da camada de NiFe, razão pela qual este comportamento assimétrico não é verificado em multicamadas tradicionais.

[018] A característica mais atrativa dos resultados, do ponto de vista tecnológico, reside na assimetria das curvas de Ml medidas para os filmes com comportamento magnético bifásico. É importante notar que a resposta da Ml é aproximadamente linear para o intervalo de baixos campos, e a forma das curvas de Z depende da variação da espessura do espaçador de Cu e da frequência da corrente de sonda f. Consequentemente, a melhor resposta pode ser ajustada através de ambos os parâmetros.

[019] Para quantificar a sensibilidade em campos baixos e em função da frequência, foi calculada a variação na magnitude da impedância através da expressão onde, aqui, é considerado o valor absoluto de ΔΖ, uma vez que a impedância em torno do campo zero pode apresentar inclinações positivas e negativas, dependendo da amostra e da frequência de medida. Em particular, testes considerando diferentes valores de campo H foram realizados e verificou-se que |ΔΖ|/|ΔΗ| é aproximadamente constante, pelo menos, para um razoável intervalo de baixos valores de campos.

[020] A Figura 3 mostra o espectro de variações de impedância, entre ±6 Oe, para os filmes de NiFe/Cu/Co, com diferentes espessuras tcu, indicando a sensibilidade em torno do campo zero. É possível verificar que os filmes dividem-se em diferentes grupos de acordo com a sensibilidade, cada um relacionado a um determinado comportamento magnético, verificado através das curvas de magnetização. Filmes com tcu < 3 nm possuem os maiores valores de sensibilidade em ~1.0 GHz, o filme com tcu = 3 nm, em ~0.9 GHz, enquanto que aqueles com tcu > 3 nm, em ~0.75 GHz. Para todos eles, o pico de sensibilidade encontra-se em frequências logo após o efeito FMR surgir. Note o efeito da saturação observado nas medidas em que a espessura do espaçador é maior que 3 nm, relacionado com a amplitude e frequência na qual o máximo da sensibilidade é atingido. A sensibilidade mais elevada é observada para os filmes com tcu > 3 nm, atingindo ~8 mü/Oe, e parece ser insensível à variação de espessura do espaçador.

[021] É bem conhecido que multicamadas apresentam variações de impedância maiores quando comparadas com as observadas em filmes finos (R. B. DA SILVA et al., J. Magn. Magn. Mater. 394 (2015) 87). Sendo assim, utilizando-se dos mesmos procedimentos de produção previamente discutidos, pode-se considerar multicamadas ferromagnéticas bifásicas com estrutura [Ni8iFei9(25 nm)/Cu(7 nm)/Co(50 nm)/Ta(10 nm)] χ n, com n = 1,3 e 5.

[022] A Figura 4 mostra curvas de magnetização normalizadas para as multicamadas ferromagnéticas bifásicas com diferentes valores de n com o campo magnético ao longo (φ = 0°) e perpendicular (φ = 90°) ao eixo principal da amostra. As multicamadas com tcu = 7 nm apresentam comportamento magnético bifásico e exibem AMI. As curvas de AMI não são fortemente afetadas por neo seu comportamento geral, para as multicamadas estudadas, parece depender estritamente da frequência da corrente de sonda. A Figura 5 mostra o espectro de variações de impedância, entre ±6 Oe, para multicamadas com n = 1, 3 e 5, indicando a sensibilidade em torno do campo zero. Os valores mais altos de sensibilidade são verificados em ~0.75 GHz, ~0.55 GHz e ~0.52 GHz para as multicamadas com n = 1, 3 e 5, respectivamente. Assim, a alteração na posição do máximo de sensibilidade é relacionada com a estrutura das amostras e o aumento da espessura do sistema como um todo. A dependência da sensibilidade com a frequência está em concordância com os resultados experimentais previamente discutidos. Desse modo, para todas as amostras, o pico de sensibilidade é verificado logo após o efeito FMR começar a aparecer, demonstrando que a sensibilidade aumenta com a espessura total da amostra, como esperado. Em particular, o maior valor de sensibilidade é observado para /7 = 5, atingindo ~15 mü/Oe.

[023] Utilizando-se dos mesmos procedimentos de produção previamente discutidos, pode-se considerar filmes finos com estrutura NiFe (25 nm)/NM/Co (50 nm), nos quais manteve-se a espessura do material espaçador em 7 nm e alterou-se o elemento espaçador, passando de Cu para NM=Ta, Ti e Au.

[024] A Figura 6 mostra curvas de magnetização normalizadas para as amostras de NiFe/NM/Co para diferentes tipos de espaçador NM = Cu, Ta, Ti e Au com 7 nm de espessura, medidas com o campo magnético aplicado nas direções φ = 0o e φ = 90°. Independentemente do material espaçador utilizado, é possível notar que todas as amostras apresentam comportamento magnético bifásico. A dependência angular das curvas de magnetização indica a existência de uma anisotropia magnética em todos os filmes, induzido pelo campo aplicado durante a deposição. Em particular, o comportamento magnético bifásico parece depender da relação entre as espessuras e das constantes de anisotropia dos materiais ferromagnéticos e espessura do espaçador, como verificado quando considerados diferentes valores de tcu■ Por outro lado, embora sejam verificadas variações do campo coercivo, o comportamento magnético bifásico parece não ter uma clara dependência com natureza do material espaçador, ao menos para os elementos considerados.

[025] A Figura 7 mostra o espectro de variações de impedância, entre ±6 Oe, para os filmes NiFe/NM/Co, com NM = Cu, Ta, Ti e Au, indicando a sensibilidade em tomo de campo zero. Em relação aos valores de frequência, as pequenas alterações na posição do pico podem estar relacionadas com as propriedades elétricas de cada um dos materiais utilizados como espaçador. Porém a característica mais interessante no espectro de variações de impedância reside no próprio valor máximo obtido para os diferentes espaçadores. O valor mais alto de variação de impedância é verificado para o filme com espaçador de Ti, em ~0.75 GHz, atingindo -12 mü/Oe. A amostra produzida com Au atinge um máximo de -10.4 mü/Oe em -0.75 GHz, enquanto que os filmes com Cu e Ta apresentam máximos de -8 mü/Oe e -7.2 mü/Oe em -0.75 GHz e -0.67 GHz, respectivamente. Em particular, estes valores máximos podem estar relacionados à qualidade das interfaces entre a camada de NiFe e material espaçador e entre o espaçador e a camada de Co, bem como com as propriedades elétricas destes materiais.

[026] Sendo assim, a resposta de Ml de filmes e multicamadas ferromagnéticos bifásicos pode ser sintonizada pelo tipo de interação magnética entre as camadas ferromagnéticas, de modo que a região linear das curvas de AMI pode ser ajustada em torno do campo magnético zero através da variação da espessura do material espaçador e da frequência da corrente de sonda. Assim, estes resultados diversificam as possibilidades de aplicação de filmes ferromagnéticas com AMI como elemento sensor para o desenvolvimento de sensores de campo magnético com resposta linear e com alta sensibilidade e colocam os filmes e multicamadas ferromagnéticas com comportamento magnético bifásico como candidatos promissores a elementos sensores para dispositivos tecnológicos baseados no efeito Ml.

REIVINDICAÇÕES

Claims (5)

1. “FILMES FERROMAGNÉTICOS BIFÁSICOS COMO ELEMENTOS SENSORES PARA DISPOSITIVOS BASEADOS NO EFEITO MAGNETOIMPEDÂNCIA”, caracterizados por um sistema nanoestruturado do tipo filme ferromagnético bifásico, com fases ferromagnéticas dura e macia intermediadas por uma camada não magnética atuando em conjunto, que apresenta efeito magnetoimpedância assimétrico (AMI) e região linear das curvas de magnetoimpedância em torno do campo magnético zero, para uso como elemento sensor em dispositivos tecnológicos baseados no efeito magnetoimpedância (Ml) que necessitam resposta linear em baixos valores de campo magnético.

2. “FILMES FERROMAGNÉTICOS BIFÁSICOS COMO ELEMENTOS SENSORES PARA DISPOSITIVOS BASEADOS NO EFEITO MAGNETOIMPEDÂNCIA”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizados por sistemas nanoestruturados na forma de filmes e multicamadas ferromagnéticos, ou seja, com estrutura na forma [Material ferromagnético 1 /Metal não magnético/Material ferromagnético 2], nos quais as duas camadas ferromagnéticas devem ter propriedades magnéticas distintas, podendo ter diferentes composições ou a mesma composição, desde que apresentem anisotropias magnéticas diferentes.

3. “FILMES FERROMAGNÉTICOS BIFÁSICOS COMO ELEMENTOS SENSORES PARA DISPOSITIVOS BASEADOS NO EFEITO MAGNETOIMPEDÂNCIA”, de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizados por sistemas nanoestruturados na forma de filmes e multicamadas ferromagnéticos, independentemente da estrutura da amostra, bem como da espessura e composição das camadas, que apresentam comportamento magnético bifásico e efeito AMI.

4. “FILMES FERROMAGNÉTICOS BIFÁSICOS COMO ELEMENTOS SENSORES PARA DISPOSITIVOS BASEADOS NO EFEITO MAGNETOIMPEDÂNCIA”, de acordo com a reivindicação 3, caracterizados por sistemas nanoestruturados na forma de filmes e multicamadas ferromagnéticos que apresentam comportamento magnético bifásico e efeito AMI, com resposta de Ml aproximadamente linear em torno do campo magnético zero e consideráveis valores de variação na magnitude da impedância em campos baixos quantificando a sensibilidade de Ml.

5. “FILMES FERROMAGNÉTICOS BIFÁSICOS COMO ELEMENTOS SENSORES PARA DISPOSITIVOS BASEADOS NO EFEITO MAGNETOIMPEDÂNCIA”, de acordo com a reivindicação 4, caracterizados por sistemas nanoestruturados na forma de filmes e multicamadas ferromagnéticos que apresentam comportamento magnético bifásico, efeito AMI, região linear das curvas de Ml ajustada em torno do campo magnético zero através da variação da espessura do material espaçador e da frequência da corrente de sonda, bem como consideráveis valores de variação na magnitude da impedância em campos baixos quantificando a sensibilidade de Ml, para uso como elemento sensor em dispositivos tecnológicos, baseados no efeito Ml, que necessitam resposta linear em baixos valores de campo magnético.