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Estudos de fenômenos ultra-rápidos em filmes magnéticos dopados com elementos terras-raras usando-se pulsos lasers de femtossegundos

Processo: 07/07301-5
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Vigência (Início): 01 de fevereiro de 2008
Vigência (Término): 31 de janeiro de 2010
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
Pesquisador responsável:Leandro Hostalácio Freire de Andrade
Beneficiário:Monica Sanches Piaia
Instituição-sede: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN). Secretaria de Desenvolvimento Econômico (São Paulo - Estado). São Paulo , SP, Brasil

Resumo

Neste trabalho de Iniciação Científica o estudante participará da execução de parte do projeto Estudos de fenômenos ultra-rápidos em nanoestruturas magnéticas usando-se pulsos lasers de femtossegundos que está sendo apoiado pela Fapesp desde agosto de 2007 (processo 2007/50973-4). Especificamente, o estudante participará da montagem do setup de magneto-ótica resolvida em femtossegundos, da síntese das amostras e investigará experimentalmente o amortecimento do movimento precessional induzido por pulsos laser de femtossegundos em filmes de elementos de transição dopados com diferentes elementos terras-raras. A dinâmica da magnetização será investigada graças à técnica de excitação e prova [1],[2] ,[3] ,[4] ,[5] ,[6] que consiste em se estudar a dinâmica de elétrons e spins em filmes magnéticos após perturbação do sistema por pulsos óticos de femtossegundos. Recentemente, mostramos que podemos tirar proveito da versatilidade das técnicas óticas polarimétricas para se estudar a dinâmica ultra-rápida das três componentes do vetor magnetização [7],[8] e podemos lançar um movimento precessional da magnetização perturbando o sistema com pulsos de femtossegundos [6],[9] ,[10] . O objetivo deste trabalho será analisar a importância dos elementos terras-raras no damping do movimento precessional em filmes ferromagnéticos dopados com elementos terras-raras. Bailey et al [13] observaram em medidas indutivas a importância do elemento terra-rara nesta dinâmica. Como sugerido por J. Hohfeld [14] serão feitas comparações da dinâmica para o caso de um mesmo elemento terra-rara presente como dopante em diferentes metais de transição. As amostras a serem estudadas serão produzidas por Sputtering em alto vácuo no grupo do Professor Antônio Domingues dos Santos na Universidade de São Paulo, campus São Paulo.Referências:[1] Ultrafast Spin Dynamics in Ferromagnetic Nickel, E. Beaurepaire, J.C. Merle, J. Y. Bigot, Phys. Rev. Lett. 76, 4250 (1996). [2] Nonequilibrium Magnetization Dynamics of Nickel, J. Hohfeld, E. Matthias, R.Knorren, K. H. Bennemann, Phys. Rev. Lett. 78, (25), pp. 4861-4864, (1997). [3]Spin dynamics in CoPt alloy films: A magnetics phase transition in the femtosecond time scale, E. Beaurepaire, M. Maret, V. Halté, J. C. Merle, A. Daunois, J. Y. Bigot, Phys. Rev.B 58, 12134 (1998). [4] Ultrafast Time resolved Photoinduced Magnetization Rotation in a Ferromagnetic/Antiferromagnetic Exchange Coupled System, Ganping Ju, A. V. Nurmiko, R. F. C. Farrow, R. F. Marks, M. J. Carey, B. A. Gurney, Phys. Rev. Lett. 82, 3705 (1999). [5] M. van Kampen, C. Jozsa, J. T. Kohlhepp, P. LeClair, L. Lagae, W. J. M. de Jonge, and B. Koopmans, Phys. Rev. Lett. 88, 227201(2002). [6] Real Space Trajectory of the Ultrafast Magnetization Dynamics in Ferromagnetic Metals, M. Vomir, L. H. F. Andrade, L. Guidoni, E. Beaurepaire, J.-Y. Bigot, Phys. Rev. Lett. 94, 237601 (2005). [7]J.-Y. Bigot, M. Vomir, L. H. F. Andrade, L. Guidoni, E. Beuarepaire, J. Arabsky, « Femto-magnetism visualized in three dimensions », 14th International Conference on Ultrafast Phenomena, Niigata, Japon, 25-30 Juillet 2004 in Ultrafast Phenomena XIV, ed. T. Kobayashi et al., Springer-Verlag, (2005). [8]Ultrafast Magnetization Dynamics in Ferromagnetic Cobalt: the Role of the Anisotropy, J.-Y. Bigot, M. Vomir, L. H. F. Andrade, E. Beaurepaire, Chemical Physics 318, pp. 137-146, (2005). [9] Ultrafast magnetization dynamics investigated in real space (invited), M. Vomir, L. H. F. Andrade, E. Beaurepaire, M. Albrecht, J.-Y. Bigot, J. Appl. Phys. 99 08A501 (2006) [10] Damped precession of the magnetization vector of superparamagnetic nanoparticles excited by femtosecond optical pulses, L.H.F. Andrade, A. Laraoui, M. Vomir, J.P. Stoquert, D. Muller, E. Beaurepaire, C. Estournès, J.-Y. Bigot, Phys. Rev. Lett. 97, 127401, (2006).