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Competição entre Magnetismo e Supercondutividade em Filmes Finos Bolsista Samuel Gomes de Mercena Estudante de Física da Universidade Federal de Sergipe Orientador Dr. Narcizo Marques de Souza Neto./ LNLS Coorientador Ma. Larissa Sayuri Ishibe Veiga / LNLS

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Competição entre Magnetismo e Supercondutividade em Filmes Finos

Bolsista Samuel Gomes de Mercena

Estudante de Física da Universidade Federal de Sergipe

Orientador Dr. Narcizo Marques de Souza Neto./ LNLS

Coorientador

Ma. Larissa Sayuri Ishibe Veiga / LNLS

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RELATÓRIO FINAL DE BOLSISTA – 22º PROGRAMA BOLSAS DE VERÃO DO CNPEM

Projeto

Competição entre Magnetismo e

Supercondutividade em Filmes Finos

Bolsista

Samuel Gomes de Mercena

Estudante de Física da Universidade Federal de

Sergipe

Relatório técnico-científico apresentado como

requisito parcial exigido no

22º Programa Bolsas de Verão do CNPEM -

Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais.

Orientador

Dr. Narcizo Marques de Souza Neto / LNLS

Coorientador

Ma. Larissa Sayuri Ishibe Veiga / LNLS

Campinas, SP, 2013

Lista de Figuras

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RELATÓRIO FINAL DE BOLSISTA – 22º PROGRAMA BOLSAS DE VERÃO DO CNPEM

Figura 1: (a) Linhas de campo em um supercondutor acima e abaixo de sua

temperatura crítica; (b) Ilustração macroscópica do efeito Meissner. O imã induz

um campo magnético na base supercondutora, que se encontra abaixo de sua Tc.

Devido ao efeito Meissner, o material supercondutor expulsa o campo induzido,

o que faz o ímã levitar sobre a superfície (SUPERCONDUTOR. 2013) 1

Figura 2: Diagrama de fase HxT para supercondutores (a) tipo I e (b) tipo II.

Figura retirada da referência (COSTA; PAVÃO, 2012) 2

Figura 3: Gráfico da temperatura de transição supercondutora (TC) vs espessura

da camada de Fe (dFe ) para os filmes Fe/Nb(40nm)/Fe. As temperaturas de

transição supercondutora foram determinadas através de medidas de

susceptibilidade magnética (símbolo fechado) e resistividade elétrica (símbolos

abertos). Os triângulos e círculos correspondem a dois diferentes conjuntos de

amostras. Figura retirada de (MÜHGE et al., 1996) 4

Figura 4: Esquema do processo de deposição via sputtering 5

Figura 5: Equipamento utilizado para sintetizar os filmes finos 6

Figura 6: Estrutura dos filmes sintetizados onde, FM = Fe, Co e Ni 6

Figura 7: Curva de magnetização em função da temperatura com campo

magnético aplicado de 20 Oe no MPMS-SQUID para os filmes de Fe, Co e Ni

sintetizados a 400°C 7

Figura 8: Curvas de magnetização em função do campo magnético para o filme

com 3 nm de Fe em duas temperaturas acima da transição supercondutora 8

Figura 9: Curva de magnetização em função do campo magnético para o filme

com Co (3nm). Todas as curvas obtidas foram medidas abaixo da Tc do filme

fino. As setas da figura indicam o sentido da realização da medida 9

Figura 10: Esquematização do funcionamento de um microscópio de força

atômica (AFM) 10

Figura 11: Imagem de AFM no filme Co(3nm)/Nb(60nm)/Co(3nm) 11

Figura 12: Imagem de AFM no filme Ni(3nm)/Nb(60nm)/Ni(3nm) 11

Figura 13: Imagem de AFM no filme Fe(3nm)/Nb(60nm)/Fe(3nm) 12

Figura 14: Esquematização de (a) processo de absorção fotoelétrica e (b)

processo de emissão de fluorescência de raios-X 14

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Figura 15: Perfil de um Espectro de Absorção de Raios-X. Figura retirada da

referencia (VEIGA, 2012) 15

Figura 16: Setup experimental para medidas de GIXANES montado na linha de

luz XAFS2 17

Figura 17: Perfil das curvas de fluorescência e refletividade em função do ângulo

rasante na geometria de incidência rasante para uma determinada energia 18

Figura 18: Geometrias escolhidas para a realização das medidas de GIXANES

19

Figura 19: Comparação entre as duas geometrias (fora e no plano de polarização

do feixe) para o ângulo de 1° para o filme fino com camada de Fe de 3 nm

crescido a 25°C. Deve-se ressaltar que as curvas obtidas nessas duas geometrias

foram semelhantes para todos os ângulos de incidência estudados 19

Figura 20: Espectro de XANES normalizado, para vários ângulos rasantes para o

filme com 3 nm de Fe. O inset mostra o padrão de XANES para o Fe 20

Figura 21: Espectro de XANES normalizado, para vários ângulos rasantes para o

filme com 3 nm de Fe crescido a 400°C 21

Figura 22: Espectro de XANES normalizado, para vários ângulos rasantes para o

filme com 3 nm de Co. O inset mostra a comparação entre as amostras com 3 nm

de Co sintetizadas em duas temperaturas 22

Figura 23: Espectro de XANES normalizado, para vários ângulos rasantes para o

filme com 3 nm de Co. O inset mostra os ângulos rasantes escolhidos sobre a

curva de fluorescência para uma energia fixa de E = 7.709 keV. As cores dos

círculos correspondem aos ângulos dos XANES mostrado no espectro 23

Figura 24: Espectro de XANES normalizado para o filme com 3 nm de Co

crescido a 400°C medido a (a) -271,15°C (2 K) e (b) 26,85°C (300 K) 23

Figura 25: Espectro de XANES normalizado, para vários ângulos rasantes para o

filme com 3 nm de Ni crescido a 400°C 24

Figura 26: Espectro de XANES normalizado, em vários ângulos rasantes para o

filme com 2 nm de Ni sintetizado a 400°C 25

Figura 27: Espectro de XANES normalizado, para vários ângulos rasantes para o

filme com 2 nm de Ni sintetizado a 25°C 25

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Lista de Tabelas

Tabela 1: Temperatura de transição supercondutora (TC) para os filmes finos

crescidos a 400°C 8

Tabela 2: Rugosidade para os filmes crescidos em duas temperaturas com

espessuras da camada FM variando entre 1 e 3 nm 12

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Agradecimentos

Agradeço primeiramente a Deus pelo dom da vida, por ter vivido essa

experiência indubitavelmente inesquecível. Agradeço a minha família pelo apoio

de sempre. A minha namorada e companheira Thais, pelo carinho e compreensão

da minha vinda a Campinas.

Aos professores Celso, Fabiano, Juliana, em especial, Gerivaldo e Cristiano,

pelo apoio e incentivo à participação do programa. A todos que fazem parte do

grupo de pesquisa GPMAT, especialmente aos meus colegas de laboratório:

Erilaine , Ricardo, Mayara, Edielma, Jorge Filho, Tiago, Ivanir, Jonatas (Joanão);

Valeu pela força galera!

Ao meu orientador, Narcizo Marques, pela paciência, pelas discussões, e

pelo conhecimento transmitido. Ao Heberton Wender, pela colaboração para a

síntese das amostras.

À Larissa, pela enorme paciência, pela ajuda quanto às dúvidas, pela

aprendizagem, pelas conversas, pelas risadas e brincadeiras que transformaram a

minha bolsa de verão. Palavras não são suficientes para agradecer o que você fez

por mim durante esse período de estadia aqui no LNLS. Obrigado por tudo!

Ao Ricardo (Ricardão), pela colaboração com as medidas magnéticas, pelas

noitadas na XAFS2, pelos momentos e aventuras compartilhadas (Vai

Corinthians!). Ficam as lembranças e a certeza de uma nova amizade. Obrigado!

Ao Ângelo Gobbi, pela disponibilidade do equipamento sputtering para o

crescimento dos filmes finos estudados nesse trabalho. Ao Vinicius Pimentel e

Evandro Lanzoni pelas medidas de AFM.

A todos que compõe a linha de luz XAFS2 (Júnior, Jairo, Mateus, Anna e

Alexey) pela montagem do setup experimental para as medidas de GIXANES.

Aos meus colegas bolsistas, pela convivência durante esses dois meses que

se passaram.

A todos que fazem parte do grupo de pesquisa FAX, o qual tive o prazer de

participar durante esse curto período.

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Ao CNPEM e o comitê organizador do programa, pela oportunidade da bolsa

e pela estrutura oferecida para o desenvolvimento das atividades propostas.

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Resumo

Neste trabalho investigamos a coexistência entre ferromagnetismo e

supercondutividade em filmes finos do tipo

Ferromagnético/Supercondutor/Ferromagnético (FM/SC/FM), onde FM = Fe, Co

e Ni; SC = Nb. Para isso utilizamos a técnica de sputtering para o crescimento

dos filmes. A caracterização magnética e supercondutora dos filmes finos

sintetizados foi realizada através de medidas de magnetometria convencional.

Medidas de Microscopia de Força Atômica (AFM) foram realizadas para a

obtenção dos perfis topográficos e determinação da rugosidade. Através da

técnica GIXANES, estudamos as camadas de Fe, Co e Ni e suas interfaces nos

filmes finos fabricados com diferentes espessuras e temperaturas de crescimento.

A técnica XANES aliada à geometria de incidência rasante permitiu a coleta de

informações atômicas e eletrônicas seletivas à superfície do material, assim como

sua interface.

Dos filmes finos sintetizados, apenas os crescidos a temperatura de 400°C

apresentaram a coexistência da supercondutividade e ferromagnetismo, além de

um comportamento não monotônico da temperatura de transição supercondutora

em função da espessura da camada FM. Esses mesmos filmes apresentaram um

melhor perfil topográfico e menor rugosidade de acordo com as medidas de

AFM. Os perfis de profundidade obtidos pela técnica GIXANES nesses sistemas

indicam a possível formação de uma liga FM-SC em decorrência da interdifusão

entre a fina camada FM e a camada SC.

Palavras-chave: Supercondutividade, Ferromagnetismo, Filmes Finos, GIXANES.

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Abstract

In this work we studied the coexistence between ferromagnetism and

superconductivity in thin Ferromagnetic/Superconductor/Ferromagnetic

(FM/SC/FM) films, where: FM = Fe, Co e Ni; SC = Nb. The films were

produced by magnetron sputtering. The magnetic and superconductivity

characterization of the films was made by conventional magnetometer

measurements. Atomic Force Microscopy (AFM) measurements were done in

all the samples to determine the roughness and the topographic profiles. Using

the GIXANES technique, we studied the interfaces and the layers (Fe, Co and

Ni) of the thin films produced with different thicknesses and growth

temperatures. The XANES technique in grazing incidence geometry provided the

atomic and electronic selective information of the material surface and its

interfaces.

The only thin films that showed the coexistence of superconductivity and

ferromagnetism were the ones synthesized in the temperature of 400°C.

Moreover, these samples were the only ones that presented a non-monotonic

behavior of the superconducting transition temperature as a function of the

thickness of the FM layer. They also presented the best topographic profile and

the lower roughness from the AFM measurements. The depth profiles from the

GIXANES technique indicate a possible formation of an alloy FM/SC caused by

the interdiffusion of the thin FM and SC layers.

Keywords: Superconductivity, Ferromagnetism, Thin Films, GIXANES.

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Sumário

1. Introdução ............................................................................ 1

1.1. Motivação Científica: Competição entre Magnetismo e

Supercondutividade ..................................................................................... 1

1.2 Coexistência de Supercondutividade e Ferromagnetismo em Filmes

Finos ............................................................................................................ 2

1.3. Objetivos ............................................................................................ 4

2. Crescimento e Caracterização dos Filmes Finos ............. 5

2.1. Crescimento dos Filmes FM/SC/FM ................................................. 5

2.2. Caracterização Magnética e Supercondutora ..................................... 6

2.3. Microscopia de Força Atômica (AFM) .............................................. 9

3. Espectroscopia de Absorção de Raios X ......................... 13

3.1 XANES em incidência rasante (GIXANES) ................................... 16

3.2 Filmes finos de Fe(3nm)/Nb(60nm)/Fe(3nm) .................................. 18

3.3 Filme fino de Co/Nb(60nm)/Co ....................................................... 21

3.4 Filme fino de Ni/Nb(60nm)/Ni ........................................................ 24

4. Conclusão ........................................................................... 26

5. Referências ......................................................................... 27

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1

1. Introdução

1.1. Motivação Científica: Competição entre Magnetismo e

Supercondutividade

Supercondutividade e magnetismo são fenômenos antagônicos e sua

coexistência em um mesmo material constitui um dos temas mais controversos

existentes na física do estado sólido (GINZBURG, 1957). Um dos traços mais

marcantes desse antagonismo é sem dúvida o comportamento desses dois

fenômenos em relação a um campo magnético. Um material supercondutor

convencional é caracterizado principalmente pela capacidade de expulsar um

campo magnético, quando resfriados abaixo de sua temperatura crítica (Tc),

fenômeno conhecido como efeito Meissner (Figura 1) (VEIGA, 2012). No caso

de um material ordenado ferromagneticamente, as linhas de campo tendem a ser

concentradas dentro do material (indução magnética).

Figura 1: (a) Linhas de campo em um supercondutor acima e abaixo de sua temperatura

crítica; (b) Ilustração macroscópica do efeito Meissner. O imã induz um campo magnético na

base supercondutora, que se encontra abaixo de sua Tc. Devido ao efeito Meissner, o material

supercondutor expulsa o campo induzido, o que faz o ímã levitar sobre a superfície.

(SUPERCONDUTOR. 2013)

Materiais supercondutores, quando resfriados abaixo de sua temperatura

crítica, são caracterizados pela condução de corrente elétrica sem nenhuma

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resistência. Os materiais supercondutores podem ser classificados como:

supercondutores tipo I (presença de um único campo magnético crítico Hc1) e

supercondutores tipo II (presença de dois campos críticos Hc1 e Hc2, com Hc2

Hc1). Se um campo H é aplicado neste último, de modo que H Hc1, o material

apresenta o efeito Meissner completo. Por outro lado, se H Hc2, o material

perde sua característica supercondutora passando a se comportar como um

material comum, e o fluxo de campo penetra o material por completo. No

entanto, quando Hc1 H Hc2, ocorre a penetração parcial do fluxo de campo e o

material desenvolve uma estrutura microscópica complexa com a coexistência de

regiões normais e regiões supercondutoras, denominado de estados de vórtices ou

estado misto. Nesse estado, o material permite a entrada do campo magnético na

forma de filamentos que torna normal apenas o seu centro, enquanto o restante

do material permanece supercondutor (VEIGA, 2012). A Figura 2 a seguir ilustra

o diagrama de fase H x T para um supercondutor tipo I e tipo II.

Figura 2: Diagrama de fase HxT para supercondutores (a) tipo I e (b) tipo II. Figura

retirada da referência (COSTA; PAVÃO, 2012).

1.2. Coexistência de Supercondutividade e Ferromagnetismo em

Filmes Finos

Devido ao antagonismo dos fenômenos da supercondutividade e

ferromagnetismo, a sua coexistência em sistemas uniformes é pouco provável.

No entanto, em sistemas híbridos artificiais constituídos de camadas alternadas

Ferromagnéticas/Supercondutoras (FM/SC), essa coexistência é facilmente

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alcançada. O contato de materiais com diferentes ordenamentos de longo alcance

modifica suas propriedades próximas à interface. No caso da interface de um

supercondutor-metal, por exemplo, os pares de Cooper podem penetrar o metal a

uma determinada distância. Deste modo, as propriedades supercondutoras podem

ser induzidas no metal e a esse fenômeno dá-se o nome de Efeito Proximidade.

Simultaneamente, com a “saída” dos pares de Cooper do material SC, a

supercondutividade na interface é enfraquecida. Este efeito é chamado de Efeito

Proximidade Inverso e resulta na diminuição da temperatura de transição

supercondutora (Tc) do material em contato com o metal (BUZDIN, 2005).

No caso do contato SC/FM a interação se dá através do campo magnético

gerado pela estrutura magnética e pelas supercorrentes geradas pelo material SC.

O fluxo magnético originado das estruturas magnéticas ou defeitos topológicos

podem criar ou fixar vórtices, mudando as propriedades de transporte e

temperatura de transição do SC. Por outro lado, o campo magnético gerado pelas

supercorrentes (vórtices) interage fortemente com o subsistema magnético,

levando a formação de defeitos topológicos. Além disso, a interação de troca

presente no material ferromagnético não somente suprime a função de onda dos

pares de Cooper, como também leva a sua oscilação. Essa oscilação, por sua vez,

resulta na oscilação de valores observáveis, como a temperatura de transição

supercondutora (LYUKSYUTOV; POKROVSKY, 2005). Vários experimentos

em estruturas do tipo FM/SC mostraram a dependência não trivial da temperatura

de transição supercondutora com a espessura da camada FM (IZYUMOV;

PROSHIN; KHUSAINOV, 2002), como mostrado na Figura 3.

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Figura 3: Gráfico da temperatura de transição supercondutora (TC) VS espessura da

camada de Fe (dFe ) para os filmes Fe/Nb(40nm)/Fe. As temperaturas de transição

supercondutora foram determinadas através de medidas de susceptibilidade magnética (símbolo

fechado) e resistividade elétrica (símbolos abertos). Os triângulos e círculos correspondem a

dois diferentes conjuntos de amostras. Figura retirada de (MÜHGE et al., 1996)

1.3. Objetivos

O objetivo desse trabalho consistiu em:

Estudar a coexistência desses dois tipos de comportamentos

(Supercondutor e Ferromagnético) em filmes finos do tipo

FM/SC/FM, onde SC = Nb (supercondutor tipo II), FM = Fe, Co,

Ni;

Investigar o que acontece (estrutura, ordenamentos, interações, etc.)

na interface desses filmes finos;

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5

2. Crescimento e Caracterização dos Filmes Finos

2.1. Crescimento dos Filmes FM/SC/FM

As amostras FM/SC/FM foram produzidas via deposição catódica ou

sputtering. Esta técnica é utilizada para deposição de filmes finos. Consiste

basicamente em uma câmara de alto vácuo contendo um gás inerte, por exemplo,

argônio, que é ionizado formando um plasma devido à aplicação de uma

diferença de potencial. Essa diferença de potencial produz um campo elétrico que

acelera os íons desse plasma em direção a um alvo (cátodo) constituído do

material que se deseja depositar. Por meio de colisões e transferência de energia,

os íons do plasma conseguem arrancar átomos do material do alvo, na forma

neutra. Alguns desses átomos arrancados, por sua vez, são direcionados a um

substrato (ânodo) onde são aprisionados dando origem ao filme fino desejado

(Figura 4).

Figura 4: Esquema do processo de deposição via sputtering.

O equipamento utilizado para sintetizar as amostras foi um sistema de

Magnetron Sputtering DC modelo Orion 8 Phase II, da empresa AJA

Internacional Inc., do Laboratório de Microfabricação do LNNano (Figura 5). As

amostras foram crescidas em duas temperaturas (25 e 400°C). Para síntese

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6

utilizamos um ambiente de alto vácuo (3x10-8

a 6x10-8

torr) e uma pressão de

trabalho de 3x10-3

torr. As taxas de deposição utilizadas foram de 0,23, 0,21,

0,26, 0,25 e 0,64 Å/s para os alvos de Nb, Fe, Ni, Co e Al, respectivamente. O

processo de síntese foi realizado segundo o método de deposição alternada de

monocamadas (DAM), utilizando Si (100) como substrato.

Figura 5: Equipamento utilizado para sintetizar os filmes finos.

As primeiras amostras crescidas foram de nióbio puro. Variamos a

espessura buscando maximizar a temperatura de transição supercondutora Tc (a

temperatura de transição supercondutora do Nb bulk é de 9,2 K). O maior valor

encontrado para Tc (cerca de 6,5 K) foi encontrado para a espessura de 60 nm

crescida a 400°C. Então, crescemos os outros filmes em forma de tricamadas do

tipo Fe/Nb/Fe, Co/Nb/Co, Ni/Nb/Ni, fixando a camada de Nb (60 nm) e variando

de 1 a 3 nm as camadas de Fe, Co e Ni. Foi usada como buffer, uma camada de

Nb com 3 nm de espessura e como camada de proteção, uma camada de Al com

3 nm de espessura. A Figura 6 mostra a estrutura das amostras produzidas.

Figura 6: Estrutura dos filmes sintetizados onde, FM = Fe, Co e Ni.

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2.2. Caracterização Magnética e Supercondutora

A caracterização magnética das amostras crescidas foi realizada por meio

de medidas de magnetometria convencional utilizando dois equipamentos

fabricados pela empresa Quantum Design: o PPMS (Physical Properties

Measurement System) e o MPMS (Magnetic Properties Measurement System).

Este último utiliza um dispositivo supercondutor para medir fluxo magnético

denominado SQUID (Superconducting Quantum Interference Device).

A Figura 7 mostra as medidas de magnetização em função da temperatura,

em um campo aplicado de 20 Oe, para os filmes de Fe, Co e Ni com espessura

variando entre 1 e 3 nm. Esses filmes foram crescidos a 400°C e apresentaram o

Efeito Meissner (diamagnetismo no estado supercondutor), de acordo com a

figura. Diferentemente, para os filmes crescidos a 25°C, a temperatura de

transição supercondutora não foi observada. Na Tabela 1 encontram-se as

temperaturas de transição para as amostras que apresentaram supercondutividade.

Figura 7: Curva de magnetização em função da temperatura com campo magnético

aplicado de 20 Oe no MPMS-SQUID para os filmes de Fe, Co e Ni sintetizados a 400°C.

3 6 9 12 15

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

Fe(3nm)/Nb(60nm)/Fe(3nm)

Co(1nm)/Nb(60nm)/Co(1nm)

Co(3nm)/Nb(60nm)/Co(3nm)

Ni(2nm)/Nb(60nm)/Ni(2nm)

Ni(3nm)/Nb(60nm)/Ni(3nm)

Ma

gn

eti

za

ça

o (

10

-4 e

mu

)

Temperatura (K)

H=20Oe

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8

Tabela 1: Temperatura de transição supercondutora (TC) para os filmes finos crescidos a 400°C.

A dependência da magnetização em função do campo magnético é

ilustrada na Figura 8 para o filme com camada de Fe com espessura de 3 nm

sintetizado a 400°C. Em -253,15°C (20 K) a medida apresenta uma histerese bem

definida com a presença de uma significativa coercividade (~100 Oe) que é

suprimida com o aumento da temperatura para 26,85°C (300 K). A Figura 9

mostra uma medida de magnetização em função do campo magnético para o

filme com 3 nm de cobalto, para temperaturas abaixo de sua Tc.

Figura 8: Curvas de magnetização em função do campo magnético para o filme com 3

nm de Fe em duas temperaturas acima da transição supercondutora.

-2 -1 0 1 2

-1.5

-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

1.5

Fe(3nm)/Nb(60nm)/Fe(3nm) - 400°C

Ma

gn

eti

za

ça

o (

10

-4 e

mu

)

Campo Magnético (kOe)

20K

300K

Filmes Finos Tc (K)

Co(3nm)/Nb(60nm)/Co(3nm) 7.0

Co(2nm)/Nb(60nm)/Co(2nm) 8.2

Co(1nm)/Nb(60nm)/Co(1nm) 7.8

Ni(3nm)/Nb(60nm)/Ni(3nm) 6.2

Ni(2nm)/Nb(60nm)/Ni(2nm) 8.0

Fe(3nm)/Nb(60nm)/Fe(3nm) 6.5

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9

Figura 9: Curva de magnetização em função do campo magnético para o filme com Co

(3nm). Todas as curvas obtidas foram medidas abaixo da Tc do filme fino. As setas da figura

indicam o sentido da realização da medida.

2.3. Microscopia de Força Atômica (AFM)

A microscopia de força atômica (AFM) é uma técnica utilizada para se

estudar a topografia de superfícies. Essa técnica consiste em uma sonda presa a

um suporte (cantilever) sobre o qual se incide um laser, cujo feixe refletido é

capturado por um fotodiodo (Figura 10). A sonda varre a amostra a uma

determinada distância de separação e a interação entre ambas, faz com que a

primeira sofra algumas deformações, que são provocadas pelas forças existentes

entre a sonda e a amostra. Como conseqüência, essas deformações provocam

deflexões no sinal luminoso capturado pelo fotodiodo, que por sua vez é

convertido em uma imagem pelo controlador do microscópio (COELHO, 2008).

Os modos de varredura para a formação das imagens estão relacionados

com a distância entre a sonda e a amostra. São eles: modo contato, modo não

contato e contato intermitente. O modo contato é recomendado para amostras

duras, uma vez que a sonda localiza-se próximo à superfície, onde as interações

der Van der Waals entre a sonda e a amostra é muito intensa. No modo não

-10 -5 0 5 10

-0.020

-0.015

-0.010

-0.005

0.000

0.005

0.010

0.015

0.020 Co(3nm)/Nb(60nm)/Co(3nm) - 400°C

Ma

gn

eti

za

ça

o (

em

u)

Campo Magnético (kOe)

2.0K

3.0K

4.0K

5.0K

6.0K

7.0K

8.0K

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10

contato há uma maior dificuldade para a formação de boas imagens, tendo em

vista que a sonda encontra-se distante da superfície da amostra, mais ainda assim,

dentro dos limites de atuação das forças de Van der Waals. Já no modo contato

intermitente, a sonda oscila próxima da amostra e depende fortemente da

constante elástica do suporte (cantilever). Esse modo permite detectar além da

deflexão do suporte, as mudanças na sua freqüência de oscilação, diferença de

fase e variações da amplitude de vibração (COELHO, 2008).

As imagens de AFM aqui apresentadas foram realizadas no microscópio

Multimode SPM da Digital Instruments, no Laboratório de Microscopia de

Tunelamento e Força Atômica do LNNano, utilizando o modo contato

intermitente. As imagens revelaram o perfil topográfico dos filmes com camadas

de 3nm de Co, Ni e Fe, sintetizados a 25 e a 400°C (Figuras 11,12 e 13). A

Tabela 2 mostra a rugosidade dos filmes crescidos nas duas temperaturas de

síntese (25° e 400°C) para diferentes espessuras da camada FM. Nota-se uma

menor rugosidade para os filmes crescidos a mais alta temperatura.

Figura 10: Esquematização do funcionamento de um microscópio de força atômica

(AFM).

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11

Figura 11: Imagem de AFM no filme Co(3nm)/Nb(60nm)/Co(3nm).

Figura 12: Imagem de AFM no filme Ni(3nm)/Nb(60nm)/Ni(3nm).

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12

Figura 13: Imagem de AFM no filme Fe(3nm)/Nb(60nm)/Fe(3nm).

Tabela 2: Rugosidade para os filmes crescidos em duas temperaturas com espessuras da camada

FM variando entre 1 e 3 nm.

Temperatura

(°C)

Filme Fino Rugosidade

(nm)

400 Co(3nm) 1.433

Co(1nm) 1.488

Fe(3nm) 1.254

Ni(3nm) 0.829

Ni(2nm) 0.902

25 Co(3nm) 1.249

Fe(3nm) 3.166

Ni(3nm) 1.776

Ni(2nm) 2.293

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13

3. Espectroscopia de Absorção de Raios X

A Espectroscopia de Absorção de Raios X (XAS: do inglês X Ray

Absorption Spectroscopy) tem como objetivo geral, determinar a identidade,

quantidade, estrutura e ambiente químico dos átomos e íons, através da análise da

radiação por estes absorvida ou emitida. O XAS está fundamentado no processo

conhecido como Absorção Fotoelétrica (Figura 14), resultante da interação entre

a radiação e a matéria. Esse processo obedece ao efeito fotoelétrico e é

governado quantitativamente pela regra de ouro de Fermi (Equação 1). (SOUZA

NETO, 2007).

|⟨ | ̂ | ⟩| ( ) (1)

onde µ é o coeficiente de absorção; ρ é a densidade de probabilidade de estados

desocupados em uma energia final ( ) dada pela diferença entre a energia do

fóton incidente e a energia de ligação do elétron.

Quando um fóton de raios X é absorvido pelo átomo, a energia deste é

transferida ao elétron, que a depender da energia desse fóton, é excitado de uma

determinada camada para os níveis desocupados, levando o átomo ao estado

excitado. Se, por exemplo, esse elétron for ejetado de uma camada profunda, por

exemplo, o nível 1s, temos então o aparecimento de uma borda de absorção,

neste caso a borda K. O elétron ejetado cria um buraco na camada de onde partiu

(Absorção Fotoelétrica, Figura 14 a). No entanto, para retornar ao seu estado

fundamental, esse buraco é subseqüentemente preenchido por um elétron de

outra camada, por exemplo, da camada M (nível 3p), emitindo simultaneamente

um fóton com uma energia idêntica a diferença de energia de ligação dos elétrons

da camada K e M. Esse processo é conhecido como Fluorescência (Figura 14.b).

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14

Figura 14: Esquematização de (a) processo de absorção fotoelétrica e (b) processo de emissão

de fluorescência de raios-X.

Com o aparecimento de uma borda de absorção surge a seletividade

química, pois cada elemento químico possui uma borda de absorção com energia

bem característica, assim como a natureza monocromática da fluorescência de

raios-X é uma impressão digital do tipo de átomo que produz a fluorescência

(ALS-NIELSEN; MCMORROW, 2001). Nesse sentido, por meio da

Espectroscopia de Absorção de Raios X cada elemento de um mesmo material

pode ser estudado independentemente, bastando para tanto, escolher a energia

dos fótons de raios X incidentes nas regiões próximas dos valores para as

energias de excitação de níveis profundos e assim os dados experimentais podem

ser coletados para cada elemento isoladamente (SOUZA NETO, 2007).

Em síntese, através de análises de espectros de absorção de raios X

podemos extrair informações sobre o estado fundamental de seletivos elementos

químicos em um material, tais como a simetria local, estados de oxidação e de

spin, acoplamento spin-órbita, campo cristalino, covalência e transferência de

cargas (SOUZA NETO, 2007).

A Figura 15 mostra um espectro de absorção de raios X. Esse espectro

pode ser subdividido em três regiões: borda de absorção, região de XANES e

região de EXAFS (KONINGSBERGER; PRINS, 1988). A borda de absorção

indica a energia mínima necessária para arrancar um elétron dos níveis mais

profundos para os níveis desocupados. A região próxima à borda de absorção é

conhecida como XANES (do inglês X-ray Absorption Near Edge Structure)

marcada pela forte dependência do espalhamento múltiplo do elétron excitado,

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15

uma vez que nessa região esse elétron é fortemente influenciado pelos potenciais

dos átomos vizinhos, o que contribui sensivelmente para a extração de

informações detalhadas sobre o arranjo espacial dos átomos vizinhos ao próprio

átomo absorvedor, não apenas suas distâncias radiais, mas também suas

orientações relativas um ao outro, ângulos de ligação, e assim por diante

(SOUZA NETO, 2007 e KONINGSBERGER; PRINS, 1988). A região após a

borda de absorção é denominada de EXAFS (do inglês Extended X-ray

Absorption Fine Structure), que diferentemente da região de XANES, é

dominada pelo espalhamento único em altas energias, contendo informações

puramente geométricas e mais facilmente extraídas (KONINGSBERGER;

PRINS, 1988).

Figura 15: Perfil de um Espectro de Absorção de Raios-X. Figura retirada da referência

(VEIGA, 2012).

Nesse projeto, as amostras sintetizadas foram estudadas utilizando a

técnica XAS, porém, utilizando-se a geometria de incidência rasante conhecida

GIXAS (do inglês Grazing Incidence X-ray Absorption Spectroscopy). De forma

mais precisa, nos dedicamos a analisar apenas a região de XANES nessa

geometria, como descrito na seção a seguir.

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16

3.1. XANES em incidência rasante (GIXANES)

A espectroscopia de absorção de raios X não é uma técnica para o estudo

específico de superfícies, uma vez que os raios X têm um comprimento de

atenuação da ordem de alguns micrometros em qualquer material. Porém, na

geometria rasante, ou seja, incidências próximas do ângulo crítico, no qual ocorre

a reflexão total, o feixe de raios X pode ser concentrado dentro de algumas

dezenas de ângstrons imediatamente abaixo da superfície do material. Em outras

palavras, nessa geometria, a medida é executada no modo de reflexão isto é, com

o feixe incidindo em ângulo rasante sobre a amostra, diferentemente do modo de

transmissão onde o feixe de raios X incide perpendicularmente à superfície da

amostra. Esse tipo de configuração possui a vantagem de minimizar efeitos

advindos do substrato (espalhamento elástico, fluorescência por outros

elementos). A varredura em ângulo, na vizinhança do ângulo crítico, possibilita a

coleta de informações seletivas à superfície do material, assim como sua(s)

interface(s), pois esta variação do ângulo rasante resulta numa informação

detalhada em profundidade (SOUZA NETO, 2007), tornando assim a técnica de

GIXANES ideal para o estudo proposto nesse projeto.

As medidas de GIXANES foram realizadas na linha de luz XAFS2 situada

no dipolo D08B do LNLS, que é específica para a realização de experimentos de

XAS. A Figura 16 mostra o experimento montado em sua fase final. O filme é

colocado em um porta amostra diretamente conectado a um criostato. Este por

sua vez, está conectado a um difratômetro de quatro círculos Huber. O porta

amostra, e conseqüentemente o filme, são posicionados próximos a um detector

de fluorescência, nesse caso específico, Ge-15. Após o filme, encontra-se um

beam stopper, com a função de interceptar a passagem do feixe direto, e

posteriormente um fotodiodo utilizado para detectar o feixe refletido. Esses

dispositivos, com exceção do fotodiodo, são alinhados por meio de motores que

foram controlados de forma remota.

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17

Figura 16: Setup experimental para medidas de GIXANES montado na linha de luz

XAFS2.

O perfil desse tipo de medida é mostrado na Figura 17. Com o aumento do

ângulo de incidência temos uma maior penetração do feixe na amostra, o que faz

com que uma quantidade maior de elétrons seja ejetada e conseqüentemente há

um aumento na fluorescência, de acordo com o fenômeno de absorção

fotoelétrica e emissão de fluorescência, anteriormente descritos. Contrariamente,

a refletividade diminui com o aumento do ângulo rasante, pois à medida que

aumentamos o ângulo de incidência maior será a penetração do feixe e

consequentemente maior será a absorção. As curvas de fluorescência e

refletividade em função de foram obtidas simultaneamente para cada amostra

estudada, para uma energia fixa, acima da borda de absorção dos elementos Fe,

Co e Ni. Essas curvas, posteriormente, foram utilizadas para calibrar e escolher

os ângulos incidência nos quais foram medidas as curvas de GIXANES.

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18

Figura 17: Perfil das curvas de fluorescência e refletividade em função do ângulo

rasante na geometria de incidência rasante para uma determinada energia.

3.2. Filmes finos de Fe(3nm)/Nb(60nm)/Fe(3nm)

Medidas de GIXANES na borda K do Fe (E = 7.112 keV) foram

realizadas nos filmes de Fe(3nm)/Nb(60nm)/Fe(3nm) crescidos a 25 e 400°C.

Para esses filmes, particularmente, essas medidas foram realizadas em duas

geometrias em incidência rasante: com a superfície da amostra paralela (no

plano) e perpendicular (fora do plano) ao plano de polarização do feixe de raios

X (horizontal), como esquematizado na Figura 18.

A Figura 19 mostra a comparação das curvas de XANES para = 1°

obtidas nessas duas geometrias para a amostra de Fe(3nm)/Nb(60nm)/Fe(3nm)

sintetizada a 25°C. Pode-se observar que nenhuma mudança significativa foi

encontrada nas curvas obtidas, não somente para esse ângulo como para todos os

ângulos de incidência medidos.

As curvas de XANES em função do ângulo de incidência para o filme

Fe(3nm)/Nb(60nm)/Fe(3nm) crescido a 25°C encontram-se na Figura 20.

Observa-se que a forma da curva de XANES permanece a mesma para todos os

ângulos estudados e são semelhantes à curva padrão de Fe (inset). Mesmo para

os ângulos de incidência mais baixos, onde as camadas mais externas do filme

são sondadas, verificou-se que não há a formação de óxidos de Fe, indicando que

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2

Flu

ore

sc

ên

cia

(u

nid

. a

rb.)

ângulo rasante (graus)

Re

fle

tiv

ida

de

(u

nid

. a

rb.)

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19

a camada de proteção de Al, com 3 nm de espessura, foi suficiente para evitar

esse processo. A semelhança entre os espectros de absorção com o padrão de Fe

indica que o processo de formação das camadas de Fe foi de forma homogênea,

não havendo mistura com a camada de Nb.

Figura 18: Geometrias escolhidas para a realização das medidas de GIXANES.

Figura 19: Comparação entre as duas geometrias (fora e no plano de polarização do

feixe) para o ângulo de 1° para o filme fino com camada de Fe de 3 nm crescido a 25°C. Deve-

se ressaltar que as curvas obtidas nessas duas geometrias foram semelhantes para todos os

ângulos de incidência estudados.

7.08 7.10 7.12 7.14 7.16 7.18

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

Fora do plano

No plano

Flu

ore

scên

cia

(u

nid

. arb

.)

Energia (keV)

Fe(3nm)/Nb(60nm)/Fe(3nm)-25°C = 1°

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20

Figura 20: Espectro de XANES normalizado, para vários ângulos rasantes para o filme

com 3 nm de Fe. O inset mostra o padrão de XANES para o Fe.

A Figura 21 mostra uma medida realizada a temperatura ambiente fora do

plano de polarização do feixe de raios X para o filme com camada de Fe de 3nm,

sintetizado a 400°C. Nota-se uma diferença significativa das curvas com o

aumento do ângulo incidente. Tanto para ângulos mais baixos quanto para

ângulos altos, não se observa uma semelhança com o espectro padrão do Fe

metálico (inset da Figura 21), o que nos leva a acreditar na existência de um

estado de mistura entre a camada metálica e a camada supercondutora. Isso pode

estar relacionado à temperatura de síntese e a fina espessura da camada do metal

de transição, uma vez que a temperatura pode provocar a formação de uma liga

Fe-Nb.

7.08 7.10 7.12 7.14 7.16 7.18

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

0.28°

0.33°

0.36°

0.38°

0.4°

0.43°

0.48°

0.68°

1.18°

Flu

ore

sc

ên

cia

(u

nid

. a

rb.)

Energia (keV)

Fe(3nm)/Nb(60nm)/Fe(3nm) - 25°C

No plano

7.08 7.10 7.12 7.14 7.16 7.18

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

Padrمo de Fe

Flu

ore

sc

ên

cia

(u

nid

. a

rb.)

Energia (KeV)

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21

Figura 21: Espectro de XANES normalizado, para vários ângulos rasantes para o filme

com 3 nm de Fe crescido a 400°C.

3.3. Filme fino de Co/Nb(60nm)/Co

Foram crescidos filmes finos de Co/Nb(3nm)/Co com a espessura da

camada de Co variando entre 1 e 3 nm. Esses filmes foram sintetizados em duas

temperaturas: a 25 e a 400°C. As medidas de GIXANES para essas amostras

foram realizadas na borda K do Co (E = 7.709 keV), com o plano do filme

paralelo ao plano de polarização do feixe de raios X. Na Figura 22 encontram-se

os espectros de XANES em função do ângulo de incidência para o filme

Co(3nm)/Nb(60nm)/Co(3nm) crescido a 25°C. No inset da figura temos a

comparação entre as temperaturas de síntese para o ângulo de incidência mais

alto, 1.32°. Os espectros das amostras crescidas a 25°C apresentam um

comportamento semelhante ao padrão do Co metálico para baixos e altos

ângulos. Esse fato é indicador da existência de camadas homogêneas, ou seja,

ausência de um estado de mistura Co-Nb.

7.08 7.10 7.12 7.14 7.16 7.18

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

-0.3°

0.0°

0.1°

0.2°

0.3°

0.4°

0.46°

0.53°

0.8°

1.35°

Flu

ore

sc

ên

cia

(u

nid

. a

rb.)

Energia (keV)

Fe(3nm)/Nb(60nm)/Fe(3nm) - 400°C

Fora do plano

7.08 7.10 7.12 7.14 7.16 7.18-0.5

0.0

0.5

1.0

1.5

-0.3°

padrao de Fe

1.32°

Flu

ore

scên

cia

(u

nid

. arb

.)

Energia (keV)

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22

Figura 22: Espectro de XANES normalizado, para vários ângulos rasantes para o filme

com 3 nm de Co. O inset mostra a comparação entre as amostras com 3 nm de Co sintetizadas

em duas temperaturas.

A Figura 23 mostra a mudança nas curvas de XANES em relação ao

ângulo de incidência rasante, para o filme Co(3nm)/Nb(60nm)/Co(3nm) crescido

a temperatura de 400°C. O inset da figura mostra a curva de fluorescência

utilizada para selecionar os ângulos rasantes para as medidas de XANES. Os

pontos coloridos indicam os ângulos selecionados e a relativa emissão de

fluorescência, que por sua vez, está diretamente relacionado com a absorção.

Como neste caso a energia é fixa (E = 7.709 keV), cada ângulo escolhido

representa uma certa penetração na camada de Co. Nota-se que os espectros de

XANES possuem comportamento similar ao apresentado para o filme com

Fe(3nm) crescido a 400°C, descrito na seção anterior (Figura 21). Para a camada

mais externa, isto é, para ângulos baixos não foi observado à formação de óxido

de Co, o que indica a eficiência da camada de proteção de Al. No entanto, com a

profundidade, isto é, com o aumento do ângulo rasante, não há semelhanças com

o espectro do Co metálico, o que indica a formação de uma provável liga Co-Nb.

7.68 7.70 7.72 7.74 7.76 7.78 7.80

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

Flu

ore

scên

cia

(u

nid

. arb

.)

Energia (keV)

0.32°

0.35°

0.38°

0.42°

0.46°

0.72°

0.92°

1.32°

Co(3nm)/Nb(60nm)/Co(3nm) - 25°C

No plano

7.68 7.70 7.72 7.74 7.76 7.78 7.80

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

400°C

25°CFlu

ore

scên

cia

(u

nid

. arb

.)

Energia (keV)

= 1.32°

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23

Figura 23: Espectro de XANES normalizado, para vários ângulos rasantes para o filme

com 3 nm de Co. O inset mostra os ângulos rasantes escolhidos sobre a curva de fluorescência

para uma energia fixa de E = 7.709 keV. As cores dos círculos correspondem aos ângulos dos

XANES mostrado no espectro.

Figura 24: Espectro de XANES normalizado para o filme com 3 nm de Co crescido a

400°C medido a (a) -271,15°C (2 K) e (b) 26,85°C (300 K).

Para o filme de Co(3nm)/Nb(60nm)/Co(3nm) crescido a 400°C, as

medidas de XANES foram feitas em duas temperaturas: 2 K e 300 K (Figura 24

(a) e (b)). A temperatura mais baixa foi utilizada para verificar possíveis

diferenças nos espectros de XANES quando a amostra está em seu estado

supercondutor (TC = 7.0 K). Observa-se que não há uma significativa mudança

7.68 7.70 7.72 7.74 7.76 7.78 7.80

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

1.32°

0.92°

0.52°

0.42°

0.38°

0.34°

0.32°

0.27°

0.22°

Flu

ore

sc

ên

cia

(u

nid

. a

rb.)

Energia(keV)

Co(3nm)/Nb(60nm)/Co(3nm) - 400°C

No plano

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2

Flu

ore

scê

ncia

(u

nid

. a

rb.)

ângulo de incidência (°)

7.68 7.70 7.72 7.74 7.76 7.78 7.80

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

0.2°

0.25°

0.3°

0.35°

0.4°

0.5°

0.8°

1.2°

Flu

ore

sc

ên

cia

(u

nid

. a

rb.)

Energia (keV)

Co(3nm)/Nb(60nm)/Co(3nm)- 400°C

T = 2 K

(a)

7.700 7.725 7.750 7.775 7.800

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

Co(3nm)/Nb(60nm)/Co(3nm)-400°

0.22°

0.27°

0.32°

0.34°

0.38°

0.42°

0.52°

0.92°

1.32°

Flu

ore

sc

ên

cia

(u

nid

. a

rb.)

Energia(keV)

T = 300K

(b)

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na forma dos espectros entre as duas temperaturas estudadas, indicando a

ausência de mudanças estruturais ou eletrônicas quando a amostra encontra-se no

seu estado supercondutor.

3.4. Filme fino de Ni/Nb(60nm)/Ni

Filmes finos de Ni/Nb(60nm)/Ni foram crescidos com a espessura da

camada de Ni variando de 1 a 3 nm, em duas temperaturas de síntese: 25°C e

400°C. As medidas de GIXANES para essas amostras foram realizadas na borda

K do Ni (E = 8.333 keV) em apenas uma geometria: com o plano do filme

paralelo ao plano de polarização do feixe de raios X, a temperatura ambiente.

A Figura 25 mostra a medida de XANES em função do ângulo incidente,

para o filme de Ni(3nm)/Nb(60nm)/Ni(3nm) sintetizado a 400°C. Observa-se que

não existe uma significativa semelhança com o padrão de Ni metálico. O inset da

figura mostra a comparação entre o padrão de Ni e o XANES medido no filme

para ângulos baixo e alto. Como verificado, também não há formação de óxido

na camada mais externa do filme. Isso nos permite acreditar na possível

existência de um estado de mistura entre as camadas metálica e supercondutora,

proporcionada pela interdifusão devido à temperatura de síntese.

Figura 25: Espectro de XANES normalizado, para vários ângulos rasantes para o filme

com 3 nm de Ni crescido a 400°C.

8.30 8.32 8.34 8.36 8.38 8.40 8.42 8.44

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

0.06°

0.1°

0.13°

0.16°

0.2°

0.23°

0.36°

Flu

ore

scên

cia

(u

nid

. arb

.)

Energia (keV)

Ni(3nm)/Nb(60nm)/Ni(3nm)-400°C

No plano

8.30 8.32 8.34 8.36 8.38 8.40 8.42 8.44-0.4

-0.2

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

0.06°

padrao de Ni

0.36°

Flu

ore

sc

ên

cia

(u

nid

. a

rb.)

Energia (keV)

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As Figuras 26 e 27 mostram as medidas de XANES em função do ângulo

rasante para o filme Ni(2nm)/Nb(3nm)/Ni(2nm) crescidos a 400 e 25°C,

respectivamente. Os espectros indicam a influência da temperatura de síntese nos

espectros de XANES. Observa-se um deslocamento em energia das curvas com

a profundidade de penetração, isto é, com o aumento do ângulo de incidência

rasante, para o filme crescido a 400°C (Figura 26). Esse comportamento não foi

observado para o filme crescido a 25°C (Figura 27). No entanto, para essa

espessura, em ambas as temperaturas de síntese (25 e 400°C), verificou-se a

ausência de semelhanças com o espectro padrão de Ni.

Figura 26: Espectro de XANES normalizado, em vários ângulos rasantes para o filme

com 2nm de Ni sintetizado a 400°C.

Figura 27: Espectro de XANES normalizado, para vários ângulos rasantes para o filme

com 2 nm de Ni sintetizado a 25°C.

8.30 8.32 8.34 8.36 8.38 8.40 8.42 8.44

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

Flu

ore

sc

ên

cia

(u

nid

. a

rb.)

0.28°

0.33°

0.38°

0.41°

0.45°

0.5°

0.58°

0.83°

1.28°

Ni(2nm)/Nb(60nm)/Ni(2nm) - 400°C

No plano

Energia (keV)

8.30 8.32 8.34 8.36 8.38 8.40 8.42 8.44

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

Flu

ore

sc

ên

cia

(u

nid

. a

rb.)

Energia (keV)

0.21°

0.26°

0.29°

0.31°

0.35°

0.40°

0.49°

0.71°

1.21°

Ni(2nm)/Nb(60nm)/Ni(2nm) - 25°C

No plano

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4. Conclusão

Dos filmes sintetizados, apenas os crescidos a temperatura de 400°C

apresentaram supercondutividade (Figura 7). Esses mesmos filmes apresentaram

menor rugosidade de acordo com as medidas de AFM (Figuras 11, 12 e 13),

cujos valores encontram-se na Tabela 2. As medidas de GIXANES nesses filmes

não foram semelhantes aos respectivos padrões metálicos, indicando o possível

surgimento de um estado de mistura. Isso pode estar relacionado com o fato de

em altas temperaturas ocorrer uma interdifusão entre a fina camada metálica FM

e a camada SC, dando origem à formação de uma liga FM-SC. Por outro lado, os

filmes sintetizados a 25°C, de acordo com os espectros de XANES obtidos,

apresentaram um alto grau de semelhança aos padrões metálicos tanto a baixo

quanto a alto ângulos. Esse fato indica a existência de camadas homogêneas, isto

é, sem a formação de ligas. As mudanças na geometria de medida (fora e no

plano de polarização do feixe de raio X) bem como as mudanças na temperatura

de medida (2 e 300K) não mostraram modificações nos espectros obtidos.

Embora os resultados aqui apresentados sejam apenas qualitativos, as

técnicas e os experimentos utilizados para o desenvolvimento deste trabalho

mostraram-se eficientes para o cumprimento dos objetivos inicialmente

propostos. Apesar disso, para uma completa investigação e maior compreensão

dos comportamentos acima descritos, se faz necessário a realização de outros

experimentos e a utilização de outras técnicas de caracterização. Para uma análise

mais profunda dos espectros de XANES para os filmes finos crescidos a 400°C,

deve-se realizar simulações ab initio para a determinação da estrutura atômica e

eletrônica das ligas FM-SC formadas.

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5. Referências

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COSTA, M. B. S., PAVÃO, A. C. Supercondutividade: um século de desafios e superação.

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