Propiedades magnéticas en películas delgadas de Fe y de FeSi crecidas sobre Si

Abstract

En esta tesis se presenta la investigación de las propiedades magnéticas en un sistema ferromagneto/semiconductor. En particular, se estudió el sistema Fe/Si. Se fabricaron películas delgadas de Fe y de FeSi sobre substratos de Si por técnicas de sputtering. Las capas de hierro y de FeSi crecen texturadas en la dirección (110) y en la (21O), respectivamente según se desprende de los difractogramas de difracción de rayos X realizados sobre las muestras. La composición química de las muestras fue analizada por técnicas de análisis de superficies XPS (X-Ray Photoelectron Spectroscopy) y AES (Auger Electrón Spectroscopy). El estudio de la composición en perfil de profundidad permitió deducir la interdifusión de Fe en el silicio. Este efecto se manifiesta en una reducción de la magnetización de saturación de las capas de Fe. La formación de terrazas, por ataque químico, en el substrato de Si induce una anisotropía magnética uniaxial en el plano de las capas de Fe. Se observó que el comportamiento magnético de películas de FeSi es muy diferente al del compuesto masivo. Las capas de hierro-silicio resultan ser ferromagnéticas por debajo de temperatura ambiente mientras que el compuesto masivo es paramagnético anómalo hasta muy bajas temperaturas.

In this work we ¡resent a study of the magnetic properties of ferronagnetic/semiconductor hybrid structures. In particular, we studied the Fe/Si structure. We have grown, by do sputtering, Fe and FeSi films. The Von and iron silicide layers grow textured in he (110) and (210) direct on, respectively. The chemical composition of the samples has been studied by surface analysis techniques (XPS and AES). The determination of the depth profile of the chemical composition allows us to deduce the interdifussion of tlv iron into the silicon layers. As a consequence of this effect, the magnetizaticn of the magnetic layers is reduced. The formation of terraces in the S substrates due to the chemical procedure employed for substrates cleaning, induces an uniaxial magnetic anisotropy in the iron layers The FeSi films present z different magnetic behaviour from the bulk compound. The films arc ferromagnetic bebw room temperature whle the bulk compound remains paramagnetic till low temperature.