Síntesis y propiedades magnéticas de nanohilos multisegmentados de Co/Ag y Co/Pt con potencial aplicación en dispositivos espintrónicos de bajo consumo

Abstract

Los arreglos de nanohilos (NHs) segmentados son nanoarquitecturas de gran interés porque sus propiedades magnéticas pueden ajustarse alternando segmentos de distinta composición, permitiendo controlar las interacciones magnéticas a escala nanométrica en configuraciones ferromagnético (FM)/no magnético (NM) con longitudes de segmento variables. Se presenta la síntesis y caracterización de dos arreglos de NHs segmentados FM/NM. La segmentación se logró mediante electrodeposición pulsada, usando membranas de alúmina nanoporosa de 55 nm de diámetro como plantillas. Para CoPt/Pt se alternó el potencial entre −1.1 V (CoPt) y −0.3 V (Pt) vs. Ag/AgCl; para CoAg/Ag se aplicaron pulsos de −1.2 V (CoAg) y −0.4 V (Ag) vs. Ag/AgCl. En ambos sistemas se obtuvieron longitudes comparables de segmentos ferromagnéticos (~30 nm) y no magnéticos (~70 nm). Las propiedades magnéticas se estudiaron por magnetometría de muestra vibrante, con ciclos de histéresis entre 5 K y 300 K bajo campos de ±2 T, en direcciones paralela (PA) y perpendicular (PE) al eje de los NHs. La caracterización elemental y morfológica se realizó por microscopía electrónica de barrido. El análisis de la anisotropía efectiva (Keff) en función de la temperatura, mostró comportamientos muy distintos entre ambas muestras. En CoPt/Pt, la Keff permanece positiva en todo el rango, con un máximo a 100 K, indicando eje fácil paralelo al de los NHs. En CoAg/Ag, la Keff cambia de signo cerca de los 50 K, evidenciando reorientación del eje fácil hacia el plano. A 300 K, CoPt/Pt presenta mayor coercitividad y remanencia en PA, mientras que CoAg/Ag las presenta mayores en PE. Se concluye que es posible controlar el comportamiento magnético de arreglos de NHs segmentados mediante la elección del metal noble (Pt o Ag), cuyo distinto efecto sobre la microestructura al combinarse con el Co determina la orientación final del eje de fácil magnetización.

Keywords: Nanohilos; Magnetismo; Electrodeposición