Estructuración de redes de nanoalambres magnéticos asistida por ablación laser para modificar la anisotropía magnética efectiva

Abstract

"Se sintetizaron redes de nanoalambres magnéticos por deposición electroquímica sobre membranas porosas de alúmina anodizada para producir arreglos ordenados con geometrías bien definidas. Con este fin se utilizó un láser XY controlado por computadora montado sobre una mesa. Se siguieron dos caminos, el primero consistió en irradiar con láser las redes de alambres para removerlos y generar arreglos microestructurados. En el segundo método se depositó una capa orgánica sobre las membranas, con la finalidad de bloquear los poros de la membrana e impedir el crecimiento de los alambres, posteriormente esta capa se removió con el láser definiendo áreas específicas por las cuales crecieron alambres. Se han estudiado las condiciones óptimas para poder realizar estos procesos de manera controlada y reproducible, además se determinó la morfología y las propiedades magnéticas de distintos arreglos de alambres por SEM y magnetometría respectivamente. Los resultados mostraron que los nanoalambres presentaron tamaños uniformes de aproximadamente 60 µm de largo (grosor de las membranas) y 0.2 µm de diámetro, además, se encontró que la anisotropía magnética total varió al introducir la estructuración. Estos cambios fueron interpretados de acuerdo con un modelo del campo desmagnetizante efectivo en ensambles de nanoalambres magnéticos, el cual incorpora los efectos combinados de la geometría de los alambres y del arreglo geométrico que forman."

"Magnetic nanowire arrays were synthesized by electrochemical deposition in porous anodic alumina membranes to produce ordered arrays with well-defined geometries. To this end, a computer-controlled XY láser mounted on a table has been used. Two paths were followed, the first consisted in laser irradiation of the nanowires to remove them and generate microstructured arrays. In the second method an organic layer is deposited over the membranes to block the pores and inhibit the growth of wires, afterwards certain areas of this layer were removed assisted by laser ablation, defining paths were the wire growth occurred. The optimal conditions have been studied to perform these processes in a controlled and reproducible way, in addition, the morphologies and magnetic properties of the different assemblies were determined by SEM and magnetometry. The results showed that the nanowires were uniform in size with approximately 200 nm in diameter and 60 µm in length, also, it was found that the total magnetic anisotropy varied when structuration patterns were introduced. These changes were interpreted in accordance to a model of effective demagnetizing field in magnetic nanowire assemblies, which incorporates the combined effects of geometry of the wires and the geometrical arrangement they form."