Statistical domain wall roughness analysis through correlations

The geometry and morphology of magnetic domain walls (DWs) are closely related to their dynamics when driven by external forces. Under some reliable approximations DWs can be considered self-affine interfaces, so universal laws govern their behavior. On the other hand, large-scale DW structure has been less explored so far. Recently, it has been shown that bubble-like magnetic domains can be strongly deformed on a large scale by applying alternating (ac) magnetic field pulses. In the present paper, we conduct a comprehensive analysis of DW structure at both small and large length scales in bubble-like domains present in ferromagnetic thin films with perpendicular anisotropy, focusing on its initial evolution under the application of ac magnetic pulses. Results obtained from the widely used roughness correlation function B(r) and its corresponding structure factor, are consistent with those obtained from the spatial autocorrelation function of DW fluctuations. Whereas the roughness exponent slightly increases during the ac evolution, a strong deformation is observed at a large scale, where a striking periodicity (statistically speaking) is observed. This period is probably determined by the boundary conditions and a characteristic intrinsic length.Fil: Domenichini, Pablo Exequiel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Salta. Instituto de Investigaciones en Energía no Convencional. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Física. Instituto de Investigaciones en Energía no Convencional; ArgentinaFil: Pasquini, Gabriela. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Capeluto, Maria Gabriela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; Argentin

Curvature-driven ac-assisted creep dynamics of magnetic domain walls

The dynamics of micrometer-sized magnetic domains in ultrathin ferromagnetic films is so dramatically slowed down by quenched disorder that the spontaneous elastic tension collapse becomes unobservable at ambient temperature. By magneto-optical imaging we show that a weak zero-bias ac magnetic field can assist such curvature-driven collapse, making the area of a bubble to reduce at a measurable rate, in spite of the negligible effect that the same curvature has on the average creep motion driven by a comparable dc field. An analytical model explains this phenomenon quantitatively.Fil: Domenichini, Pablo Exequiel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Paris, F.. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; ArgentinaFil: Capeluto, Maria Gabriela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Granada, Mara. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Bariloche | Comision Nacional de Energia Atomica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Bariloche.; ArgentinaFil: George, J. M.. Université Paris Sud; FranciaFil: Pasquini, Gabriela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Kolton, Alejandro Benedykt. 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

Structural characterization of Fe-Pd nanowires grown by electrodeposition using an acid electrolyte

Fe70Pd30 nanostructures have potential application in actuators due to their conventional and magnetic shape memory. Here, we report the microstructure of electrodeposition grown FeePd nanowires in which the process was confined to polycarbonate membranes with a nominal pore diameter of 200 nm. We used an acid electrolyte (pH = 5) in which the solution was stabilized with sulfosalicylic acid. The average chemical concentration of the nanowires can be systematically shifted from rich palladium to rich iron by changing the growth potential. The study of the microstructure by transmission electron microscopy indicates high chemical inhomogeneities due to phase coexistence between rich palladium regions (with FCC structure) and rich iron regions. The latter present a Combination of BCC and amorphous phases. The average chemical composition of the nanowires can be better adjusted by using a low frequency square wave voltage excitation (alternating rich Pd and rich Fe regions). However, independently of the growth process, the nanowires morphology collapses after thermal annealing. This could be ascribed to fragile grain boundaries due to the presence of amorphous hydroxides and chemical impurities produced during the electrochemical process.Fil: Domenichini, Pablo Exequiel. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Condo, Adriana Maria. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Haberkorn, Nestor Fabian. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentin

Influence of the microstructure on the resulting 18R martensitic transformation of polycrystalline Cu?Al?Zn thin films obtained by sputtering and reactive annealing

We report the influence of the microstructure on the martensitic transformation in polycrystalline Cu-Zn-Al thin films with 18R structure. The films are grown in two steps. First, Cu-Al thin films are obtained by DC sputtering. Second, the Zn is introduced in the Cu-Al thin films by the annealing them together with a bulk Cu-Zn-Al reference. The crystalline structure of the films was analyzed by X-ray diffraction and transmission electron microscopy. The martensitic transformation temperature was measured by electrical transport using conventional four probe geometry. It was observed that temperatures above 973 K are necessary for zincification of the samples to occur. The resulting martensitic transformation and its hysteresis (barrier for the transformation) depend on the grain size, topology and films thickness.Fil: Domenichini, Pablo Exequiel. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Condo, Adriana Maria. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Soldera, F.. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; ArgentinaFil: Sirena, Martin. Universitat Saarland; Alemania. Universitat Saarland; AlemaniaFil: Haberkorn, Nestor Fabian. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentin

Martensitic transformation in as-grown and annealed near-stoichiometric epitaxial Ni2MnGa thin films

Magnetic shape memory nanostructures have a great potential in the field of the nanoactuators. The relationship between dimensionality, microstructure and magnetism characterizes the materials performance. Here, we study the martensitic transformation in supported and free-standing epitaxial Ni47Mn24Ga29 films grown by sputtering on (0 0 1) MgO using a stoichiometric Ni2MnGa target. The films have a Curie temperature of ~390 K and a martensitic transition temperature of ~120 K. Similar transition temperatures have been observed in films with thicknesses of 1, 3 and 4 μm. Thicker films (with longer deposition time) present a wider martensitic transformation range that can be associated with small gradients in their chemical concentration due to the high vapour pressure of Mn and Ga. The magnetic anisotropy of the films shows a strong change below the martensitic transformation temperature. No features associated with variant reorientation induced by magnetic field have been observed. Annealed films in the presence of a Ni2MnGa bulk reference change their chemical composition to Ni49Mn26Ga25. The change in the chemical composition increases the martensitic transformation temperature, being closer to the stoichiometric compound, and reduces the transformation hysteresis. In addition, sharper transformations are obtained, which indicate that chemical inhomogeneities and defects are removed. Our results indicate that the properties of Ni–Mn–Ga thin films grown by sputtering can be optimized (fixing the chemical concentration and removing crystalline defects) by the annealing process, which is promising for the development of micromagnetic shape memory devices.Fil: Machain, Paloma. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; ArgentinaFil: Condo, Adriana Maria. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; ArgentinaFil: Domenichini, Pablo Exequiel. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; ArgentinaFil: Pozo Lopez, Gabriela del Valle. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía y Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola; ArgentinaFil: Sirena, Martin. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; ArgentinaFil: Correa, Víctor Félix. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; ArgentinaFil: Haberkorn, Nestor Fabian. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentin

Transient magnetic-domain-wall ac dynamics by means of magneto-optical Kerr effect microscopy

The domain wall response under constant external magnetic fields reveals a complex behavior where sample disorder plays a key role. Furthermore, the response to alternating magnetic fields has only been explored in limited cases and analyzed in terms of the constant field solution. Here we unveil phenomena in the evolution of magnetic domain walls under the application of alternating magnetic fields within the creep regime, well beyond a small fluctuation limit of the domain wall position. Magnetic field pulses were applied in ultrathin ferromagnetic films with perpendicular anisotropy, and the resulting domain wall evolution was characterized by polar magneto-optical Kerr effect microscopy. Whereas the dc characterization is well predicted by the elastic interface model, striking unexpected features are observed under the application of alternating square pulses: Magneto-optical images show that after a characteristic number of cycles, domain walls evolve toward strongly distorted shapes concomitantly with a modification of domain area. The morphology of domain walls is characterized with a roughness exponent when possible and contrasted with alternative observables which are more suitable for the characterization of this transient evolution. The final stationary convergence as well as the underlying physics is discussed.Fil: Domenichini, Pablo Exequiel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Quinteros, Cynthia Paula. 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; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. University of Groningen; Países BajosFil: Granada, Mara. 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; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; ArgentinaFil: Collin, S.. Centre National de la Recherche Scientifique; FranciaFil: George, J. M.. Centre National de la Recherche Scientifique; FranciaFil: Curiale, Carlos Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Bariloche | Comision Nacional de Energia Atomica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Bariloche.; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo; ArgentinaFil: Bustingorry, Sebastian. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Bariloche | Comision Nacional de Energia Atomica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Bariloche.; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; ArgentinaFil: Capeluto, Maria Gabriela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; ArgentinaFil: Pasquini, Gabriela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; Argentin