Magnetization Processes in Amorphous Magnetic Ribbons and Wires

Abstract

Esta tesis doctoral trata acerca de las propiedades magnéticas y del estudio de los procesos de imanación y desplazamientos de paredes de dominios magnéticos en aleaciones ferromagnéticas en estado amorfo y nanocristalino con geometría de hilos y microhilos, para su posible empleo como elementos sensores en dispositivos micromagnéticos para la medida de campo magnético, y como microsensores magnetoelásticos para la detección de magnitudes mecánicas como la torsión o tensiones mecánicas. A lo largo del capítulo 1 se presenta una corta y concisa introducción sobre el magnetismo y las propiedades principales de los materiales amorfos y nanocristalinos con comportamiento magnéticamente blando. En el capítulo 2 se presentan las principales técnicas experimentales empleadas en los distintos laboratorios donde se ha realizado la investigación recogida en la memoria. Se realizaron estudios sobre los efectos de magneotransporte, particularmente sobre magnetoimpedancia (MI), magneto-inductancia y susceptibilidad AC, en distintas muestras ferromagnéticas con geometría de cinta e hilo, recogidas en los capítulos 3-6. Las caracterizaciones estructurales y magnéticas de los distintos materiales empleados nos permiten seleccionar los materiales con propiedades óptimas para su empleo como núcleos de los dispositivos sensores, con las magnitudes de respuesta requeridas para cada aplicación. Los diferentes tratamientos termomecánicos y/o termomagnéticos permiten modificar convenientemente las propiedades de los materiales de forma que permitan obtener respuestas de los distintos efectos estudiados, MI, etc., adecuadas a cada rango de medida dependiendo del tipo de aplicación. En el capítulo7 se realiza un estudio detallado de los procesos de desplazamiento de paredes de dominios magnéticos en aleaciones en forma de microhilo con composiciones ricas en Fe. El estudio de los procesos de imanación en estas estructuras magnéticas tan pequeñas es de interés fundamental tanto desde el punto de vista básico como para potenciales aplicaciones tecnológicas en dispositivos sensores magnéticos o electrónicos en los que la información se propaga a lo largo de un medio material ferromágnetico via desplazamientos de paredes de dominios magnéticos. En particular, las aleaciones con geometría de hilo presentan una relativamente rápida propagación de paredes de dominios. La propagación de paredes de dominios es un tema de investigación de intensa actividad actualmente y cuyos orígenes están siendo profusamente estudiados, aceptándose que están ligados a la alta anisotropía de forma que poseen este tipo de materiales, junto con el efecto de la anisotropía magnetoelástica presente en los microhilos e inducida durante el proceso de fabricación y posterior enfriamiento de la aleación. Por lo tanto el estudio se centra en la dinámica de los procesos de desplazamientos de paredes in microhilos amorfos ricos en Fe del tipo Finemet, estudiando como influyen en la dinámica de paredes los distintos tratamientos y condiciones experimentales d emedida a que se someten las muestras, para lograr un control óptimo de la velocidad de propagación de las paredes de dominios en estos materiales. Finalmente, en el capítulo 8 se presentan las conclusiones más relevantes del trabajo, así como se mencionan las futuras líneas de trabajo que se pretenden abordar como continuación de los estudios recogidos en la memoria.