Un equipo de científicos de la Universidad Federal Báltica Immanuel Kant, junto con sus colegas de Rusia, Japón, y Australia, han estudiado la influencia de los campos magnéticos no homogéneos aplicados durante el proceso de fabricación de estructuras de película delgada de aleaciones de níquel-hierro e iridio-manganeso. Estos sistemas se pueden utilizar en varios tipos de sensores de campo magnético. Los resultados se publican en el Revista de magnetismo y materiales magnéticos .

Los materiales magnéticos se dividen en varios tipos dependiendo de su reacción en un campo magnético externo. Por ejemplo, los materiales diamagnéticos se magnetizan en la dirección opuesta al campo externo, mientras que los paramagnéticos adquieren el momento magnético con la misma dirección que la del campo. Dos clases más de materiales magnéticos, ferromagnéticos y antiferromagnéticos, son diferentes, porque son capaces de preservar las propiedades magnéticas incluso en ausencia de un campo externo. Los materiales ferromagnéticos poseen un momento magnético remanente y se pueden utilizar como imanes permanentes, mientras que el momento magnético de los materiales antiferromagnéticos es igual a cero en ausencia de un campo magnético debido a los momentos magnéticos de las subredes que tienen direcciones opuestas y se cancelan entre sí.

Un fenómeno típico de los materiales ferromagnéticos es una histéresis magnética, es decir, un cambio en la intensidad del campo magnético intrínseco de un ferromaimán al aumentar o disminuir la intensidad de un campo magnético externo. Un bucle de histéresis de un material ferromagnético suele ser simétrico con respecto al punto de origen. Sin embargo, para materiales que constan de dos capas delgadas (una anti- y una ferromagnética), el bucle de histéresis se puede desplazar sobre el punto de origen. Este fenómeno se llama sesgo de intercambio, y es causada por acoplamiento de intercambio entre un material ferromagnético con uno antiferromagnético.

Los físicos de IKBFU estudiaron cómo el campo magnético no homogéneo, aplicado durante la fabricación de películas delgadas de níquel-hierro (NiFe) e iridio-manganeso (IrMn), influyen en sus propiedades. Las muestras de películas delgadas se fabricaron mediante el método de pulverización catódica con magnetrón. En esta tecnología, un objetivo (un trozo de metal que debe pulverizarse) es bombardeado por átomos inertes (por ejemplo, átomos de un gas noble).

"Hemos demostrado que la presencia de un campo magnético no homogéneo durante el proceso de fabricación de estructuras acopladas por intercambio de película delgada cambia su mecanismo de inversión de magnetización. Si se utilizan campos magnéticos homogéneos en este proceso, conduce al desplazamiento clásico del bucle de histéresis. Los cambios en la homogeneidad del campo magnético afectan tanto al valor del desplazamiento del bucle como a la forma del bucle en la estructura de la película de NiFe / IrMn. Demostramos que se puede obtener un bucle de histéresis escalonado para la muestra que se creó en el área con el gradiente más alto del campo magnético. Las regularidades que descubrimos ayudarán a aumentar la sensibilidad de los detectores de campo magnético, "dice Valeria Rodionova, un coautor del trabajo, candidato de Ciencias Físico-Matemáticas, y el Jefe del Laboratorio de Nuevos Materiales Magnéticos de IKBFU.