Ni/Bi bilayers: The effect of thickness on the superconducting properties

Nickel/Bismuth (Ni/Bi) bilayers have recently attracted attention due to the occurrence of time-reversal symmetry breaking in the superconducting state. Here, we report on the structural, magnetic and electric characterization of thin film Ni/Bi bilayers with several Bi thicknesses. We observed the formation of a complex layered structure depending on the Bi thickness caused by the inter-diffusion of Bi and Ni which leads to the stabilization of NiBi$_{3}$ at the Bi/Ni interface. The superconducting transition temperature and the transition width are highly dependent on the Bi thickness and the layer structure. Magnetoelectric transport measurements in perpendicular and parallel magnetic fields were used to investigate the temperature-dependent upper critical field within the framework of the anisotropic Ginzburg-Landau theory and the Werthamer Helfand Hohenberg model. For thicker samples, we observed a conventional behavior, similar to that shown by NiBi$_{3}$ bulk samples, including a small Maki parameter ($\alpha_{M}$ = 0), no spin-orbit scattering ($\lambda_{SO}$= 0) and nearly isotropic coherence length ($\gamma$ = $\xi_{\perp}$(0)/$\xi_{\parallel}$(0) $\approx$ 1). The values obtained for these properties are close to those characterizing NiBi$_{3}$ single crystals. On the other hand, in very thin samples the Maki parameter increases to about $\alpha_{M}$ = 2.8. In addition, the coherence length becomes anisotropic ($\gamma$ = 0.32) and spin-orbit scattering ($\lambda_{SO}$= 1.2) must be taken into account. Our results unequivocally show that the properties characterizing the superconducting state in the Ni/Bi are strongly dependent on the sample thickness.Comment: 16 Pages and 5 figure

Dependência do exchange-bias e da coercividade da espessura do Cu em IrMn/Cu/Co

30

Efeitos de interações magnéticas e anisotropia na magnetoresistência de sistemas granulares

Neste trabalho foram medidas a magnetoresistência, as curvas de magnetização e remanência magnética de sistemas granulares Co-Ag e Co-Cu submetidos a tratamentos térmicos. Relacionou-se a variação da magnetoresistência, associada ao efeito GMR, com os parâmetros obtidos de curvas 8M, obtidas a partir das medidas de remanência, que são relacionados às interações entre partículas e efeitos de anisotropia. Obteve-se uma correlação entre as amplitudes das curvas 8M e a magnetoresistência, para todas as amostras estudadas. É discutido como interpretar as curvas de 8M, quais as suas vantagens e suas limitações e como os possíveis efeitos de anisotropia podem levar a interpretações equivocadas quanto às manifestações das interações. Verificou-se que os efeitos de anisotropia precisam ser contabilizados no caso de partículas com anisotropia predominante não uniaxial, caso dos sistemas estudados. A partir destas considerações são avaliados os efeitos das possíveis interações entre partículas na magnetoresistência destes sistemas.In this work were measured the magnetoresistance, magnetization and remanence curves of Co-Cu and Co-Ag granular systems, submitted to thermal treatments. The magnetoresistance change values due to GMR effect, was associated to the parameters from bM curves, extracted from remanence measurements, as a function of the annealing temperature. It was found that there is a correlation between the b M amplitudes and the magnetoresistance, for ali the samples studied. The interpretation of the bM curves, its advantages and limitations, and the importance of the anisotropic effects on these curves, is discussed. The anisotropic effect must be considered iJ:l the case of predominantly non-uniaxial particle systems, as the case of study here. From these considerations, the possible interparticle interaction effects are related to the magnetoresistance of this systems

Efeitos de interações magnéticas e anisotropia na magnetoresistência de sistemas granulares

Neste trabalho foram medidas a magnetoresistência, as curvas de magnetização e remanência magnética de sistemas granulares Co-Ag e Co-Cu submetidos a tratamentos térmicos. Relacionou-se a variação da magnetoresistência, associada ao efeito GMR, com os parâmetros obtidos de curvas 8M, obtidas a partir das medidas de remanência, que são relacionados às interações entre partículas e efeitos de anisotropia. Obteve-se uma correlação entre as amplitudes das curvas 8M e a magnetoresistência, para todas as amostras estudadas. É discutido como interpretar as curvas de 8M, quais as suas vantagens e suas limitações e como os possíveis efeitos de anisotropia podem levar a interpretações equivocadas quanto às manifestações das interações. Verificou-se que os efeitos de anisotropia precisam ser contabilizados no caso de partículas com anisotropia predominante não uniaxial, caso dos sistemas estudados. A partir destas considerações são avaliados os efeitos das possíveis interações entre partículas na magnetoresistência destes sistemas.In this work were measured the magnetoresistance, magnetization and remanence curves of Co-Cu and Co-Ag granular systems, submitted to thermal treatments. The magnetoresistance change values due to GMR effect, was associated to the parameters from bM curves, extracted from remanence measurements, as a function of the annealing temperature. It was found that there is a correlation between the b M amplitudes and the magnetoresistance, for ali the samples studied. The interpretation of the bM curves, its advantages and limitations, and the importance of the anisotropic effects on these curves, is discussed. The anisotropic effect must be considered iJ:l the case of predominantly non-uniaxial particle systems, as the case of study here. From these considerations, the possible interparticle interaction effects are related to the magnetoresistance of this systems

Magnetostricção em filmes finos

Neste trabalho desenvolveu-se uma técnica de medir a magnetostricção em filmes, determinando-se a defiexão do substrato devido à tensão elástica magiletostrictiva originada no filme pela aplicação de um campo externo. Para isto desenvolveu-se um sistema de medir microdeslocamentos baseado no desbalanceamento de uma ponte capacitiva formado pelo próprio filme , numa configuração inédita até o momento. O sistema permite obter além da magnetostricção de saturação, a curva de histerese magnetostrictiva com resolução na medida do deslocamento de 5nm. O estudo da magnetostricção em filmes finos ferromagnéticos tem particular importância para o controle da anisotropia, uma vez que a tensão intrínseca do filme , vinculado ao seu caráter magnetostrictivo contribui para a anisotropia efetiva. Foi instalada também uma técnica de estimar a tensão do filme , medindo a curvatura do substrato pela reflexão de um feixe de Laser. Com a informação da tensão efetiva e a magnetostricção de saturação pode-se determinar a contribuição magnetoelástica para a anisotropia efetiva do material. Como aferição do método obteve-se curvas de magnetostricção para um filme de Níquel. Estudou-se ainda a evolução da magnetostricção associada as propriedades magnéticas e estruturais de multicamadas de Cobalto-Paládio sujeitas a tratamentos térmicos.In this work an experimental setup has been developed in order to measme magnetostriction of thin films based on the measurement of the magnetostrictive deflection of the end of a beam formed by the film and the substrate, when a magnetic field is applied. For this purpose, a system to measure very small displacements was constructed based on a capacitance bridge in which the film itself is a plate of the a capacitor. The final setup has new and original features. The measuring system allows one to extract, besides the saturation magnetostriction, the magnetostrictive histeresis curve with a resolution of 5nm in the beam's end deflection. The study of magnetostriction in very thin films has a specific importance because of the possibility of controlling the anisotropic features through the intrinsic stress whithin the material, which is related to the magnetostrictive character, and which contributes to the effective anisotropy. In this work it was also developed a technique to measure the film 's stress, measuring the curvature of the substrate and film based on the reflection o f a laser beam. Extracting both informations, the magnetostriction and the stress, one can determine the magnetoelastic contribuition to the effective anisotropy of the material. For the purpose of testing the measuring systems that were installed, the magnetostriction curve of pure nickel film was measured. The evolution of the magnetostrictive properties of Co/Pd multilayers films were also studied as a function of different annealing temperatures and of their cristalline and magnetic status

Magnetostricção em filmes finos

Neste trabalho desenvolveu-se uma técnica de medir a magnetostricção em filmes, determinando-se a defiexão do substrato devido à tensão elástica magiletostrictiva originada no filme pela aplicação de um campo externo. Para isto desenvolveu-se um sistema de medir microdeslocamentos baseado no desbalanceamento de uma ponte capacitiva formado pelo próprio filme , numa configuração inédita até o momento. O sistema permite obter além da magnetostricção de saturação, a curva de histerese magnetostrictiva com resolução na medida do deslocamento de 5nm. O estudo da magnetostricção em filmes finos ferromagnéticos tem particular importância para o controle da anisotropia, uma vez que a tensão intrínseca do filme , vinculado ao seu caráter magnetostrictivo contribui para a anisotropia efetiva. Foi instalada também uma técnica de estimar a tensão do filme , medindo a curvatura do substrato pela reflexão de um feixe de Laser. Com a informação da tensão efetiva e a magnetostricção de saturação pode-se determinar a contribuição magnetoelástica para a anisotropia efetiva do material. Como aferição do método obteve-se curvas de magnetostricção para um filme de Níquel. Estudou-se ainda a evolução da magnetostricção associada as propriedades magnéticas e estruturais de multicamadas de Cobalto-Paládio sujeitas a tratamentos térmicos.In this work an experimental setup has been developed in order to measme magnetostriction of thin films based on the measurement of the magnetostrictive deflection of the end of a beam formed by the film and the substrate, when a magnetic field is applied. For this purpose, a system to measure very small displacements was constructed based on a capacitance bridge in which the film itself is a plate of the a capacitor. The final setup has new and original features. The measuring system allows one to extract, besides the saturation magnetostriction, the magnetostrictive histeresis curve with a resolution of 5nm in the beam's end deflection. The study of magnetostriction in very thin films has a specific importance because of the possibility of controlling the anisotropic features through the intrinsic stress whithin the material, which is related to the magnetostrictive character, and which contributes to the effective anisotropy. In this work it was also developed a technique to measure the film 's stress, measuring the curvature of the substrate and film based on the reflection o f a laser beam. Extracting both informations, the magnetostriction and the stress, one can determine the magnetoelastic contribuition to the effective anisotropy of the material. For the purpose of testing the measuring systems that were installed, the magnetostriction curve of pure nickel film was measured. The evolution of the magnetostrictive properties of Co/Pd multilayers films were also studied as a function of different annealing temperatures and of their cristalline and magnetic status

Magnetostriction in ar/sup +/ implanted and annealed co/pd multilayers

Magnetostriction curves with (111) textured polycrystalline Co/Pd multilayers, as deposited or submitted to ArS ion implantation or thermal annealing, are presented and discussed. Both treatments, while promoting intermixing among CO and Pd atoms, induce an increase in the saturation magnetostriction values. The evolution of the engineering curves, however, are different due to different structural modifications promoted by the two treatments

Región : diario de la mañana: Año IV Número 796 - 1926 Marzo 03

The magnetic properties of noninteracting single-domain particles whose anisotropy is made up of a cubic magnetocrystalline and a uniaxial components were investigated. Various directions of the uniaxial anisotropy were considered and the dependencies of the reduced remanence as a function of the ratio between the two anisotropies were obtained. It was found that for sufficiently strong uniaxial anisotropy and random arrangement of the particle orientations, reduced remanence lower than 0.5 is, in general, an intrinsic property of the system due to the negative remanent magnetization of some of the particles