Magnetic measurements of nanometric thin films by means of a new sensor based on diamagnetic levitation

Mayoral Blasco, Mª Rosario
Sesé Monclús, Javier (dir.)

Universidad de Zaragoza, CIEN, 2014

Máster Universitario en Materiales Nanoestructurados para Aplicaciones Nanotecnológicas (Nanostructured Materials for Nanotechnology Applications)

Abstract: Dentro del campo perteneciente a la medición de cantidades muy pequeñas de materiales magnéticos existen hoy en día diversos equipos capaces de detectar campos muy débiles presentes en las muestras bajo estudio. Por ejemplo, los SQUID (dispositivos superconductores de interferencia quántica) que pueden medir muestras con campos magnéticos de hasta 1E-18 Teslas o los SERF (dispositivos basados en intercambio de spin sin relajación). En ambos casos las condiciones de uso son muy exigentes debido a los requisitos de funcionamiento (como la obtención de temperaturas criogénicas en el SQUID o el calentamiento de los átomos de sensado en el SERF). Por ello, el objetivo de este trabajo fin de master es analizar un prototipo de magnetómetro basado en los principios de levitación diamagnética. Con ello se trata de ver cuál es el imán levitante más adecuado a usar así como los problemas derivados del prototipo para ser resueltos. El equipo comprende un sistema de dos imanes permanentes de neodimio, dónde uno de los dos está en posición levitante de equilibrio estable por medio de la presencia de un material diamagnético (grafito pirolítico). La levitación se produce sin necesidad de una fuente externa de energía y a temperatura ambiente. Por otra parte, el espécimen magnético sujeto de estudio ha sido diseñado y fabricado por litografía óptica para obtener microestructuras magnéticas de tamaño variable y grosor nanométrico, de modo que se puedan realizar medidas sistemáticas para analizar la respuesta del sensor. El prototipo ha sido probado con diferentes estrategias de medida y con diferentes geometrías respecto al tamaño del iman, distancia iman-muestra, etc. Asimismo se han comparado los resultados con los realizados con un SQUID obteniendo un límite de medida de 8x10-10 Am2 bajo imán cúbico de lado 1mm, que es similar a lo que puede detectar un instrumento SQUID comercial.

Free keyword(s): magnetism ; diamagnetic levitation ; magnetic measurement techniques

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Master