Microrressonadores planares para experimentos de ressonância ferromagnética

Técnicas de ressonância ferromagnética são utilizadas para estudar a composição e as propriedades magnéticas dos materiais, podendo ser utilizadas para imageamento e outras aplicações. Porém ressonadores convencionais não são otimizados para nanoestruturas, como amostras pequenas, filmes finos e interfaces. O estudo da ressonância em amostras com volume limitado, ou em materiais nanoestruturados, pode ser realizado de forma mais eficiente através do uso de microrressonadores planares, que possuam um tamanho de estrutura da ordem de grandeza da amostra estudada. Estes microrressonadores podem ser utilizados em ressonância magnética nuclear, ressonância paramagnética eletrônica e ressonância ferromagnética. No caso da ressonância ferromagnética, medidas quantitativas do tempo de relaxamento, anisotropia magnética e suscetibilidade podem ser realizadas no mesmo experimento. A sensibilidade do microrressonador pode ser aumentada minimizando o seu tamanho, aumentando assim seu fator de preenchimento. Neste trabalho, o design do microrressonador planar foi otimizado através de simulações numéricas, utilizando o método dos elementos nitos. Este método permite estimar muitas propriedades importantes para o desempenho do ressonador, como a curva de ressonância, o fator de preenchimento, e o perfil do campo magnético gerado na região da amostra. O microrressonador utilizado neste trabalho é composto por uma microbobina, além de elementos de sintonização integrados no desenho da microbobina. Estas estruturas planares são construídas através da utilização de técnicas de microfabricação padrão, como litografia óptica, a deposição catódica e eletrodeposição. Para a caracterização do microrressonador, mediu-se a frequência em torno da faixa de ressonância da bobina, para comparar com os resultados da simulação numérica, vericando assim a possível diferença nas frequências de trabalho. A ressonância ferromagnética de um filme no de permalloy foi medida utilizando estes microrressonadores. Estes microrressonadores serão utilizados no estudo da propagação de ondas de spin em nanoestruturas magnéticas.