High Transition Temperature Superconductor/Insulator Bilayers for the Development of Ultra-Fast Electronics

High transition temperature superconductor (HTc)/SrTiO3 (STO) bilayers were fabricated by sputtering deposition on (100) STO substrates. Their transport and morphological properties were characterized using conductive atomic force microscopy. The STO barriers present good insulating properties, with long attenuation lengths (λ ∼ 1 nm) which reduce the junction resistance and increase the operating critical current. The samples present roughness values smaller than 1 nm, with an extremely low density of surface defects (∼5 × 10−5 defects/μm2). The high control of the barrier quality over large defect free surfaces is encouraging for the development of microelectronics devices based in HTc Josephson junctions.Fil: Sirena, Martin. Comision Nacional de Energia Atomica. Gerencia del Area de Investigaciones y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Fisica (CAB); Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Aviles Felix, Luis Steven. Comision Nacional de Energia Atomica. Gerencia del Area de Investigaciones y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Fisica (CAB); Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Haberkorn, Nestor Fabian. Comision Nacional de Energia Atomica. Gerencia del Area de Investigaciones y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Fisica (CAB); Argentin

Thermally assisted interlayer magnetic coupling through Ba0.05Sr0.95TiO3 barriers

We report on the interlayer exchange coupling across insulating barriers observed on Ni80Fe20/Ba0.05Sr0.95TiO3/La0.66Sr0.33MnO3 (Py/BST0.05/LSMO) trilayers. The coupling mechanism has been analyzed in terms of the barrier thickness, samples' substrate, and temperature. We examined the effect of MgO (MGO) and SrTiO3 (STO) (001) single-crystalline substrates on the magnetic coupling and also on the magnetic anisotropies of the samples in order to get a deeper understanding of the magnetism of the structures. We measured a weak coupling mediated by spin-dependent tunneling phenomena whose sign and strength depend on barrier thickness and substrate. An antiferromagnetic (AF) exchange prevails for most of the samples and smoothly increases with the barrier thicknesses as a consequence of the screening effects of the BST0.05. The coupling monotonically increases with temperature in all the samples and this behavior is attributed to thermally assisted mechanisms. The magnetic anisotropy of both magnetic components has a cubic symmetry that in the case of permalloy is added to a small uniaxial component.Fil: Carreira, Santiago José. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Aviles Felix, Luis Steven. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Sirena, Martin. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Alejandro, Gabriela. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Steren, Laura Beatriz. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Spin pumping and inverse spin Hall effect in antiferromagnetic exchange coupled [Co/Ru/Co]/Pt heterostructures

We report the observation of spin pumping and inverse spin Hall effects in antiferromagnetically coupled [Co/Ru/Co]/Pt heterostructures. The “spin-flop” magnetization process observed in antiferromagnetically exchange coupled Co layers combined with spin pumping and inverse spin Hall effects allowed us to detect both transversal and longitudinal charge accumulations. By controlling the exchange coupling strength and the spin flop transition in the magnetization process, it was possible to produce spin currents polarized in different directions.Fil: Aviles Felix, Luis Steven. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; ArgentinaFil: Butera, Alejandro Ricardo. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; ArgentinaFil: Gomez, Javier Enrique. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; Argentin

Influence of synthesis experimental parameters on the formation of magnetite nanoparticles prepared by polyol method

In this paper we present a modified polyol method for synthesizing magnetite nanoparticles using iron (III) nitrate, a low toxic and cheap precursor salt. The influence of the precursor salt nature and initial ferric concentration in the average particle size and magnetic properties of the obtained nanoparticles were investigated. Magnetite nanoparticles have received much attention due to the multiple uses in the biomedical field; for these purposes nanoparticles with monodisperse size distribution, superparamagnetic behavior and a combination between small average size and high saturation magnetization are required. The polyol conventional method allows synthesizing water-dispersible magnetite nanoparticles with these features employing iron (III) acetylacetonate as precursor salt. Although the particle sizes of samples synthesized from the conventional polyol method (denoted CM) are larger than those of samples synthesized from the modified method (denoted MM), they display similar saturation magnetization. The differences in the nanoparticles average sizes of samples CM and samples MM were explained though the known nanoparticle formation mechanism.Fil: Vega Chacón, Jaime. Universidad Nacional de Ingeniería; Perú. Universidade Estadual Paulista Julio de Mesquita Filho; BrasilFil: Picasso, Gino. Universidad Nacional de Ingeniería; PerúFil: Aviles Felix, Luis Steven. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Jafelicci, Miguel Jr.. Universidade Estadual Paulista Julio de Mesquita Filho; Brasi

Identification of rare-earth minerals associated to K-feldspar: Capacsaya project in Peru

A recently discovered the rare-earth-rich site in Capacsaya, located at 123 km northwest of Cusco, at the south of Peru, contains significant quantities of light and heavy rare-earth elements such as neodymium, lanthanum, cerium, europium, and yttrium. This work reports the identification of rare-earth elements and their associated minerals using scanning electron microscopy, energy-dispersive X-ray spectroscopy and X-ray diffraction analyses. Five (5) samples extracted from different locations at the Capacsaya site were characterized and identified K-feldspar as the mineral associated with the rare-earth elements in a representative sample with a high concentration of lanthanum and cerium. The results showed rare-earth elements contained within the mineral phase monazite, being cerium the dominant element in the phase (La, Ce, Nd)PO4. Finally, through the electrostatic separation process we demonstrate that it was possible to achieve an efficient separation of the K-feldspar phase in the particle size range 75–150 μ m.Fil: Ochoa, J.. Universidad Nacional de Ingeniería; PerúFil: Monteblanco, E.. Commissariat A L Energie Atomique Et Aux Energies Alternatives.; FranciaFil: Cerpa, L.. Instituto Geológico Minero y Metalúrgico; PerúFil: Gutarra Espinoza, Abel. Universidad Nacional de Ingenieria; PerúFil: Aviles Felix, Luis Steven. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; Argentin

Magnetoelectric control of spin currents

The ability to control the spin current injection has been explored on a hybrid magnetoelectric system consisting of a (011)-cut ferroelectric lead magnesium niobate-lead titanate (PMNT) single crystal, a ferromagnetic FePt alloy, and a metallic Pt. With this PMNT/FePt/Pt structure we have been able to control the magnetic field position or the microwave excitation frequency at which the spin pumping phenomenon between FePt and Pt occurs. We demonstrate that the magnetoelectric heterostructure operating in the L-T (longitudinal magnetized-transverse polarized) mode couples the PMNT crystal to the magnetostrictive FePt/Pt bilayer, displaying a strong magnetoelectric coefficient of ∼140 Oe cm kV-1. Our results show that this mechanism can be effectively exploited as a tunable spin current intensity emitter and open the possibility to create an oscillating or a bistable switch to effectively manipulate spin currents.Fil: Gomez, Javier Enrique. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; ArgentinaFil: Vargas, Jose Marcelo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; ArgentinaFil: Aviles Felix, Luis Steven. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; ArgentinaFil: Butera, Alejandro Ricardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; Argentin

Electrical and magnetic properties of FM/MgO/FM (FM = Co90Fe10, Fe20Ni80) heterostructures

In this paper we present the development and characterization of FM/MgO/FM (FM = Co90Fe10, Fe20Ni80) heterostructures. The magnetic order of the structures, magnetic anisotropy and interlayer exchange coupling were characterized by magnetization measurements. The influence of the substrate temperature during growth on the magnetic properties and topographical features of the bottom electrode was also explored. Higher values of the coercive field were achieved increasing the substrate temperature during deposition of the bottom electrode. Patterned magnetic tunnel junctions were grown on Si(1 0 0) and MgO(1 0 0). The junctions consist of square pillars with different areas (1600, 625, 100 and 25 μm2) fabricated by optical lithography. I(V) curves obtained with conducting atomic force microscopy of the patterned junctions were performed at room temperature in order to explore the reproducibility of the transport properties of the insulating barrier. The results show a more insulating behavior of the junctions grown on Si(1 0 0), with very good control and a high reproducibility of the transport properties of the MgO insulating barrier.Fil: Aviles Felix, Luis Steven. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Gonzalez Sutter, Jesus Ignacio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Gomez, Javier Enrique. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Sirena, Martin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentin

Detection of magnetic moment in thin films with a home-made vibrating sample magnetometer

This paper explores the optimization of an array of pick-up coils in a home-made vibrating sample magnetometer for the detection of magnetic moment in thin films. Sensitivity function of a 4-coils Mallinson configuration was numerically studied for the determination of the physical dimensions that enhance the sensitivity of the magnetometer. By performing numerical simulations using the Biot-Savart law combined with the principle of reciprocity we were able to determine the maximum values of sensitivity and the influence of the separation of the coils on the sensitivity function. After the optimization of the pick-up coils, the vibrating sample magnetometer was able to detect the magnetic moment of a 100 nm-thickness Fe19Ni81 magnetic thin film along and perpendicular to the in-plane anisotropy easy axis. The implemented vibrating sample magnetometer is able to detect changes in the magnetic moment of ∼2 × 10-4 emu.Fil: Jordán, D.. Universidad Nacional de Ingeniería. Facultad de Ciencias; PerúFil: González Chávez, D.. Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas; BrasilFil: Laura, D.. Universidad Nacional de Ingeniería. Facultad de Ciencias; PerúFil: Leon Hilario, Ludwin Misael. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Ingeniería. Facultad de Ciencias; PerúFil: Monteblanco, E.. Universite de Lorraine; FranciaFil: Gutarra Espinoza, Abel. Universidad Nacional de Ingeniería. Facultad de Ciencias; PerúFil: Aviles Felix, Luis Steven. Comision Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área Investigaciones y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche). División Resonancias Magnéticas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Magnetoelectric tuning of the inverse spin-Hall effect

We demonstrate in this article that the magnetoelectric (ME) mechanism can be exploited to control the spin current emitted in a spin pumping experiment using moderate electric fields. Spin currents were generated at the interface of a ferromagnet/metal bilayer by driving the system to the ferromagnetic resonance condition at X-Band (9.78 GHz) with an incident power of 200 mW. The ME structure, a thin (20 nm) FePt film grown on top of a polished 011-cut single crystal lead magnesium niobate-lead titanate (PMN-PT) slab, was prepared by dc magnetron sputtering. The PMN-PT/FePt was operated in the L-T mode (longitudinal magnetized-transverse polarized). This hybrid composite showed a large ME coefficient of 140 Oe cm/kV, allowing to easily tune the ferromagnetic resonance condition with electric field strengths below 4 kV/cm. A thin layer of Pt (10 nm) was grown on top of the PMN-PT/FePt structure and was used to generate and detect the spin current by taking advantage of its large spin-orbit coupling that produces a measurable signal via the inverse spin-Hall effect. These results proved an alternative way to tune the magnetic field at which the spin current is established and consequently the inverse spin-Hall effect signal, which can promote advances in hybrid spintronic devices.Fil: Vargas, Jose Marcelo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; ArgentinaFil: Gomez, Javier Enrique. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; ArgentinaFil: Aviles Felix, Luis Steven. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; ArgentinaFil: Butera, Alejandro Ricardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentin