Este trabalho se enquadra no contexto do estudo de filmes finos antiferromagnéticos
submetidos a deformações estruturais e aplicação de técnicas de luz síncrotron para
relacionar mudanças na estrutura cristalina (sondadas por difração de raios-X) com a
orientação de spins dos filmes (sondada por absorção de raios-X, foco desse trabalho). É
feita uma revisão sobre as teorias clássica e quântica que descrevem a absorção de luz pela
matéria na faixa de energia de raios-X. Partindo da regra de ouro de Fermi, por primeiros
princípios, é possível calcular a probabilidade de transição entre níveis eletrônicos de um
material em função da energia da radiação incidente, permitindo obter uma estimativa
para a absorção de um feixe de raios-X em função de sua energia. Outro ponto de ênfase
é a dependência na absorção da luz devido à orientação da amostra e à polarização do
feixe incidente, essa propriedade é denominada dicroísmo. Em particular, o dicroísmo
linear magnético de raios-X (XMLD, do inglês X-ray Magnetic Linear Dicroism) é a
principal ferramenta de prova para materiais com ordenamento antiferromagnético, como
estudado nesse trabalho. Na análise de XMLD realiza-se a diferença entre espectros de
absorção de raios-X obtidos para diferentes orientações entre a polarização (linear) do
feixe incidente e da amostra. Uma ferramenta de análise de dados em Python, foi então
desenvolvida com a finalidade de normalizar, nivelar, dispor os gráficos e obter o sinal de
XMLD. O programa foi comparado com o software Athena, ferramenta bem estabelecida
na comunidade de absorção de raios-X e apresentou os mesmos resultados. A amostra
consiste em um filme fino antiferromagnético de óxido de cobalto (CoO), preparada por
pulverização catódica magnetron reativa sobre um substrato flexível em forma de cruz.
Mudanças de temperatura e deformação são feitas na amostra e analisadas pelo XMLD.
Deformações controladas são aplicadas pelo instrumento de multi análise de deformação
bidimensional (2D-MASI), sendo a primeira vez utilizado no SIRIUS. Um pré-esticamento
do substrato antes da deposição permite a contração da estrutura cristalina do CoO.
Para ir abaixo da temperatura de Néel, que fica em torno da temperatura ambiente, um
soprador de nitrogênio (cryojet) foi utilizado. Essa deformação pode alterar a orientação
de spins da amostra (vetor de Néel) e por consequência seu espectro de absorção. Por fim,
é constatado uma mudança nas medidas de absorção após a contração.

 

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Data prevista e horário: 26/04/2024 às 14h