Desenvolvimento De Um Magnetômetro De Campo De Gradiente Alternado Para Caracterização De Nanoestruturas MagnÉticas

Mateus Guimarães Da Silva, André Gündel

Resumo


Introdução: Materiais magnéticos nanoestruturados têm chamado a atenção nos últimos anos devido às suas propriedades que diferem totalmente dos materiais massivos, devido às suas dimensões reduzidas. Entre as propriedades observadas está a anisotropia magnética perpendicular, já utilizada atualmente na gravação e leitura de dados em discos rígidos.Desta forma, caracterizar magneticamente este tipo de materiais é um desafio, devido aos baixos sinais de magnetização. Este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um magnetômetro de campo de gradiente alternado (agfm) com sensibilidade para análise deste tipo de materiais. Material e Métodos: Neste tipo de magnetômetro, a amostra em estudo é colocada na extremidade de uma haste e imersa em um campo magnético alternado, produzido por um conjunto de bobinas, que se denominam bobinas de gradiente. A amostra sofre uma força magnética também alternada que é proporcional ao momento magnético da amostra e ao gradiente do campo.Mantendo o gradiente de campo constante na região da amostra, a força será função apenas do momento magnético da amostra. A amplitude de oscilação da haste é proporcional a esta força produzida sobre a amostra e é transformada em um sinal elétrico por um cristal piezoelétrico.O sistema desenvolvido contempla basicamente três etapas: câmara de isolamento acústico, destinada à filtragem de ruídos externos; desenvolvimento do sistema de bobinas de gradiente, sensor piezoelétrico, sensor hall e posicionadores xyz; sistema de controle e aquisição de dados por computador, desenvolvido na plataforma agilent vee. A leitura do sinal magnético é realizada por um amplificador síncrono, que permite ainda o controle de uma fonte de corrente que alimenta o eletroímã, responsável pela aplicação do campo magnético na amostra em estudo. O campo produzido é medido pelo sensor hall colocado entre os pólos do eletroíma. Resultados e Discussão: Após a montagem mecânica do sistema, foram realizadas varreduras de freqüência para determinação da ressonância. Curvas de tensão elétrica versus freqüência são mostradas. Curvas de magnetização versus campo magnético aplicado, realizadas em sintonia com a freqüência de ressonância foram obtidas em amostras de níquel e chapas de aço elétrico de ferro-silício.Os resultados se mostram satisfatórios e em pleno acordo com resultados prévios encontrados na literatura. Conclusões: Os resultados preliminares obtidos são bastaste satisfatórios, conforme mostram as curvas de magnetização obtidas. As próximas etapas do trabalho contemplam a confecção de novas e menores bobinas de gradiente, além do desenvolvimento de novas hastes para medidas perpendiculares. Desta forma, almeja-se caracterizar filmes finos, ultrafinos e nanoestruturas magnéticas. Orgão de Fomento: CNPq

Palavras-chave


nanoestruturas magnéticas, caracterização magnética, magnetismo, materiais magnéticos, instrumentação

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