Uma equipe de cientistas da Immanuel Kant Baltic Federal University, junto com seus colegas da Rússia, Japão, e Austrália, estudaram a influência de campos magnéticos não homogêneos aplicados durante o processo de fabricação de estruturas de filme fino feitas de ligas de níquel-ferro e irídio-manganês. Esses sistemas podem ser usados ​​em vários tipos de sensores de campo magnético. Os resultados são publicados no Jornal de magnetismo e materiais magnéticos .

Os materiais magnéticos são divididos em vários tipos, dependendo de sua reação em um campo magnético externo. Por exemplo, materiais diamagnéticos tornam-se magnetizados na direção oposta ao campo externo, enquanto os paramagnéticos adquirem o momento magnético com a mesma direção do campo. Mais duas classes de materiais magnéticos - ferromagnético e antiferromagnético - são diferentes, porque eles são capazes de preservar as propriedades magnéticas mesmo na ausência de um campo externo. Os materiais ferromagnéticos possuem um momento magnético remanescente e podem ser usados ​​como ímãs permanentes, enquanto o momento magnético dos materiais antiferromagnéticos é igual a zero na ausência de um campo magnético devido aos momentos magnéticos das sub-redes que têm direções opostas e se cancelam.

Um fenômeno típico para os materiais ferromagnéticos é uma histerese magnética, isto é, uma mudança na intensidade do campo magnético intrínseco de um ferromagneto mediante aumento ou diminuição da intensidade do campo magnético externo. Um loop de histerese de um material ferromagnético é geralmente simétrico em relação ao ponto de origem. Contudo, para materiais que consistem em duas camadas finas (uma anti e outra ferromagnética), o ciclo de histerese pode ser deslocado sobre o ponto de origem. Este fenômeno é chamado de viés de troca, e é causada pelo acoplamento de troca entre um material ferromagnético com um antiferromagnético.

Os físicos do IKBFU estudaram como o campo magnético não homogêneo, aplicado durante a fabricação de filmes finos feitos de níquel-ferro (NiFe) e irídio-manganês (IrMn), influenciam suas propriedades. As amostras de filmes finos foram feitas pelo método de magnetron sputtering. Nesta tecnologia, um alvo (um pedaço de metal que deve ser pulverizado) é bombardeado pelos átomos inertes (por exemplo, átomos de um gás nobre).

"Demonstramos que a presença de um campo magnético não homogêneo durante o processo de fabricação de estruturas acopladas à troca de filme fino muda seu mecanismo de reversão de magnetização. Se campos magnéticos homogêneos forem usados ​​neste processo, isso leva ao deslocamento clássico do ciclo de histerese. Mudanças na homogeneidade do campo magnético afetam tanto o valor do deslocamento do loop quanto a forma do loop na estrutura do filme NiFe / IrMn. Demonstramos que um loop de histerese passo a passo pode ser obtido para a amostra que foi criada na área com o maior gradiente do campo magnético. As regularidades que descobrimos ajudarão a aumentar a sensibilidade dos detectores de campo magnético, "diz Valeria Rodionova, um co-autor do trabalho, candidato em Ciências Físico-Matemáticas, e o Chefe do Laboratório de Novos Materiais Magnéticos do IKBFU.