Imágenes de MFM de muestras con anisotropia en el plano.

En este apartado, presentaremos imágenes de tres muestras: un disco duro comercial, una lámina delgada fabricada en el IMA, y un monocristal de Fe-3%Si.

Los discos duros, que por lo general son películas delgadas de CoPtCr, son soportes de grabación magnética longitudinal en los que la información se almacena

en dominios con imanaciones opuestas. La técnica de MFM se ha revelado como una

herramienta muy útil a la hora de estudiar la estabilidad de la información almacenada, problemas de sobre-escritura, etc. [RU 90]. La Fig. 2.17 es una imagen de MFM de un

disco duro comercial donde podemos distinguir hasta cuatro de sus pistas.

Figura 2.17: Imagen de MFM de 44 ~tm x 44 jm de un disco duro

comercial. Distancia punta-muestra: 500 nm.

La Fig. 2.18 es ya una imagen de una sola pista, y la Fig. 2.19 presenta el perfil obtenido a lo largo de la línea blanca de aquélla. Puede apreciarse en detalle que el contraste se localiza en la paredes que separan los dominios, es decir, donde se

Capftulo 2 Técnicas Experimentales

Figura 2.18: Imagen de MFM de 20 Mm x 20 ~tmde un disco duro comercial. Distancia punta-muestra: 500 nm. Las flechas indican cuál es la imanación local de la muestra.

2 u- a) 0

1

Figura 2.19: Perfil de la señal imagen de la fig. anterior

obtenida a lo largo de la linea blanca en la

También hemos sido capaces de resolver una pared en zig-zag en una película delgada con anisotropia en el plano. Esta muestra es una bicapa de (FeB)2s,~u,,/(CoSiB)ioonm crecida mediante pulverización catódica sobre un substrato de vidrio pandeado. Al sacar la muestra de la cámara de crecimiento, el substrato recupera su forma original, por lo que se genera una compresión efectiva en la película que le confiere una anisotropía magnética en el plano en virtud del acoplo magnetoelástico [GM 99]. En remanencia, la lámina posee dominios con imanación en el plano a lo largo del eje fácil.

Figura 2.20: Imagen de MFM de 17 p.m x 17 gm de un disco duro comercial. Distancia punta-muestra: 100 nm. Las flechas indican la dirección de la imanación en cada dominio. La doble flecha señala la zona de la pared con transiciones en la componente Bloch.

La Fig. 2.20 es una imagen de MFM de la zona de transición entre dos dominios que presentan imanaciones en sentidos opuestos. Podemos observar una pared que tiene forma de zig-zag para minimizar la energía magnetostática, aun a costa de aumentar la superficie de la pared y por tanto la energía almacenada en la misma. Además, es posible distinguir cómo en una zona de la pared hay un contraste alternado de regiones claras y oscuras, lo que correspondería a regiones con distinta componente Bloch, es decir, con imanación hacia arriba y hacia abajo respectivamente. Con este mecanismo, la pared intenta reducir su carga magnética.

Capítulo 2 Técnicas Experimentales

Merece destacarse que en la escala de colores utilizada en la imagen, el color oscuro

corresponde a fuerza atractiva, mientras que el color claro indica interacción repulsiva.

Por consiguiente, que el resto de la pared aparezca con un único contraste oscuro

puede deberse a la punta del MFM, ya que la energía del sistema punta-muestra es menor si la componente Bloch de la pared es paralela a la imanación de la punta. En otras palabras: la pared se modifica debido a la influencia del campo creado por la punta y como resultado se obtiene una interacción global más atractiva [FS 97], [BE 97B].

Este efecto se ilustra claramente en la Fig. 2.21, que obtuve en mi estancia en la Universidad Paris-Sur de Orsay bajo la dirección del Prof. Jacques Miltat. La figura presenta dos imágenes de la misma zona de un monocristal de Fe-3%SI, donde

pueden distinguirse tres paredes de dominio: una de 180v con transición en la componente Bloch, y otras dos de 9Q0, En la escala de color empleada, las zonas oscuras corresponden a interacción atractiva (es decir, la componente Bloch de la pared es paralela a la imanación de la punta) y las claras a fuerza repulsiva atractiva (por tanto, la componente Bloch de la pared es antiparalela a la imanación de la punta). La diferencia esencial entre ambas imágenes es que fueron tomadas con la punta imanada en sentidos opuestos. Observando con detalle las imágenes, y tomando como referencia los dos puntos señalados que son debidos a la topografía de la muestra (probablemente óxidos), es posible ver cómo al cambiar la imanación de la punta se desplazan la pared de 1800 y una de las paredes de 9Q0de forma que, en el área barrida, la región de las paredes con imanación paralela a la de la punta se ve siempre favorecida.

Figura 2.21: Imágenes de MFM de un monocristal de Fe- 3%SI obtenidas con la punta imanada en sentidos

opuestos. Distancia punta-muestra: 30 nm. Las flechas indican la dirección de la imanación en cada dominio. La

doble flecha marca dos puntos debidos a la topografía que

sirven comoreferencia para observar el desplazamiento de

Capítulo 2 Técnicas Experimentales

2.3.7 Conclusiones.

La microscopia de fuerzas magnéticas es una técnica basada en la medida de

la interacción entre dos materiales magnéticos (punta y muestra). El modo de trabajo que ofrece mejores resultados es el modo dinámico o de punta oscilante, midiéndose

el desfase que aparece como resultado del desplazamiento en la frecuencia de resonancia causado por dicha interacción.

Cuando la interacción entre punta y muestra es pequeña (pequeña en tanto que no se alteran ni el estado magnético de la punta ni el de la muestra), el barrido de

la punta sobre la muestra proporciona el mapa de los polos existentes en la superficie de esta última. Así, el contraste se localiza en los dominios en los materiales con anisotropía magnética perpendicular, mientras que lo hace en las paredes en aquellos

que poseen anisotropia longitudinal.

Cuando la interacción entre punta y muestra es fuerte, las estructuras

magnéticas se modifican localmente para dar como resultado una interacción global