Caracterização de filmes finos magnéticos em altas frequências
Resumo
Para obter a permeabilidade complexa de amostras ferromagnéticas na faixa de GHz,
técnicas de medidas com linhas de transmissão são as mais adequadas. Essas técnicas utilizam
a variação dos parâmetros de espalhamento da linha, induzida pela amostra, para obtenção
da permeabilidade. Nesse trabalho apresenta-se uma linha de transmissão tipo microstrip com
uma porta e terminação em curto circuito, adequada para o estudo de filmes magnéticos tão finos
quanto 100 nm, em frequências entre 100 MHz e 5 GHz. A permeabilidade do filme é calculada
a partir de medidas do coeficiente de reflexão da microstrip em função da frequência e do campo
magnético, em diferentes situações: vazia, carregada apenas com o substrato e carregada com
o filme ferromagnético depositado sobre o substrato. Para avaliar a microstrip desenvolvida
foram crescidos, por magnetron sputtering, filmes de Permalloy com espessuras entre 100 e
1000 nm. Curvas de magnetização medidas no plano revelaram que até uma espessura crítica, tcr ∼ 275 nm, os filmes apresentam um comportamento característico de filmes com anisotropia
uniaxial, o que também foi constatado no estudo de suas propriedades dinâmicas. Para esses
filmes as medidas de permeabilidade são bem descritas através de uma expressão conhecida
como aproximação para a permeabilidade transversal. No entanto, a partir de tcr as curvas de
histerese dos filmes, medidas em direções ortogonais, são quase idênticas e apresentam uma
forma típica de quando existe uma componente da anisotropia perpendicular ao plano do filme.
Nesses filmes observou-se a presença de mais de um pico de ressonância nos espectros de
permeabilidade.