Estudo da interação entre camadas de super-redes supercondutor/isolante/ferromagneto

Abstract

The superconducting (SC) YBa2Cu3O7 (YBCO) was discovered in 1986, and since than it has been widely studied in its various forms and properties. Among its many features, its high critical temperature is one of the most important in science and technology fields. Currently there are several devices based on YBCO. The SC/FM heterostructures, where FM is a ferromagnetic layer, created in recent decades, is one of the most interesting ways of applying this material. These are highly promising for the development of spintronic devices exploding the properties of electron spins. In this work the focus was to study the effects of interactions between the YBCO layer and the ferromagnet La2/3Ca1/3MnO3 in superlattices mediated by layers of differente thicknesses of certain insulating materials. The tested insulating material were SrTiO3 (STO), CeO2 and PrBa2Cu3O6. The superlattices were fabricated by PLD technique with optimized parameters. Some of the features were determined by measurements of XRD, SEM, EDS, magnetization and electric transport. Structurally, the superlattices showed integrity of composition and crystallinity with preferencial growth in the c-direction. The SEM images confirmed the epitaxial growth of the layers, and the EDS confirmed the composition. The magnetization measurements showed the quality and behavior of the superlattices which results from the interaction or uncoupling of SC and FM layers when an insulating layer is inserted between them. The same analysis was done in transport measurements. The superlattices (YBCO20mn/ISOdl/LCMO10mn)x20 showed predominantly superconducting behavior. While (YBCO20nm/ISOdl?LCMO20mn)x20 superlattices showed oscillations on critical and Curie temperatures as well as unusual magnetization and resistivity which depended on the insulation and its thickness. The STO acted as an efficient insulator between the SC and FM layers, resulting in superlattices modulated by the superconducting...

O supercondutor (SC) YBa2Cu3O7 (YBCO) foi descoberto em 1986, e desde então tem sido amplamente estudado em suas diversas formas e propriedades. Dentre suas várias características, sua alta temperatura crítica é uma das mais importantes na ciência e na tecnologia. Atualmente existem vários dispositivos baseados no YBCO. As heteroestruturas do tipo SC/FM, onde FM representa uma camada ferromagnética, criadas nas últimas décadas, constituem uma das mais interessantes formas de aplicação deste material. Estas são altamente promissoras para o desenvolvimento de dispositivos spintrônicos que exploram as propriedades dos spins dos elétrons. Neste trabalho o foco foi estudar os efeitos das interações entre a camada de YBCO e a do ferromagneto La2/3Ca1/3MnO3 em super-redes intermediadas por camadas de diferentes espessuras de determinados materiais isolantes. Os materiais isolantes testados foram o SrTiO3 (STO), o CeO3 e o PrBa2Cu3O. As super-redes foram fabricadas pela técnica PLD com parâmetros optimizados. Algumas das características foram determinadas por meio de medidas de DRX, MEV, EDS, de magnetização e de transporte. Estruturalmente, as super-redes apresentaram integridade de composição e cristalinidade com crescimento preferencial na direção c. As imagens de MEV confirmaram o crescimento apitaxial das camadas, e o EDS sua composição. As medidas de magnetização mostraram o grau de qualidade e o comportamento da super-rede que resulta da interação ou desacoplamento eletrônico das camadas SC e FM quando uma camada isolante é inserida entre elas. A mesma análise foi feita nas medidas de transporte. As super-redes (YBCO20nm/ISOdl/LCMO10nm)x20 apresentaram comportamento predominantemente supercondutor. Enquanto as super-redes (YBCO20nm/ISOdl/LCMO20nm)x20 apresentaram oscilações das temperaturas crítica e de Curie assim como magnetização e resistividade não usuais dependendo do isolante e de sua espessura...