Tese de Doutorado #281: Gustavo Gomes

O momento magnético de spin (ms) de filmes ultrafinos de magnetita determinado por vários grupos apresenta valores muito abaixo do momento encontrado no monocristal. Outra questão em aberto se refere à espessura limite para que um filme de magnetita mantenha a mesma ordem ferrimagnética do bulk. Motivados por essas questões, foi realizado um estudo sistemático da evolução de ms com o aumento da espessura do filme (0.8 a 4.5nm) em duas direções cristalográficas ([100] e [111]) para magnetita e maghemita. Os experimentos in-situ foram realizados em laboratório Síncrotron (LNLS). Os filmes foram preparados por epitaxia de feixe molecular de Fe em ambiente de oxigênio e a caracterização química foi realizada por absorção de raios-X (XAS). A direção de crescimento e ordem cristalográfica foram verificada por difração de elétrons de baixa energia (LEED). Os valores de ms foram calculados pelas regras de soma nos espectros de dicroísmo circular magnético de raios-X (XMCD) nas bordas L2 e L3 de absorção de Fe. Ciclos de histerese para cada íon de ferro por sítio foram extraídos a partir do sinal dicróico caracterizando a ordem ferrimagnética. Para as duas direções de crescimento o momento magnético de spin tem comportamento similar em função da espessura. Foi obtido ms=3.6mu_B/f.u. para um filme de Fe3O4 com 3.5nm de espessura valor próximo ao momento de bulk (4mu_B/f.u.). Estes resultados demonstram que a ordem ferrimagnética é mantida para filmes com espessura em torno de duas células unitárias, além disso, filmes a partir de 1nm já.