Estudo do comportamento da magnetização de nanoilhas magnéticas via simulação computacional

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Barbosa, Ananias Alves
• Orientador(a): Leonel, Sidiney de Andrade
• Banca de defesa: Rocha, Julio Cesar Siqueira
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Física
• Departamento: ICE – Instituto de Ciências Exatas
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Nanomagnetismo; Gelo de spin; Nanoelipses magnéticas; Monodomínios magnéticos; Inversão da magnetização; Nanomagnetism; Spin ice; Magnetic nanoelipses; Single-domain; Inversion of magnetization
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/11308

É importante investigar as propriedades básicas de sistemas magnéticos, uma vez que estes possuem muitas aplicações em dispositivos de lógica, sensores, mídias de armazenamento de dados de alta densidade e dispositivos MRAM (Magnetic Random Access Memory). Esses fatores contribuíram para que nos últimos anos, muitos cientistas se dedicassem a estudar sistemas magnéticos nanoestruturados. Do ponto de vista científico e tecnológico, ter o controle estático e dinâmico de nanoestruturas é fundamental para possíveis aplicações tecnológicas. Neste contexto, no presente trabalho realizamos um estudo com nanopartículas planares, alongadas na forma elíptica, feitas de Permalloy-79, um material ferromagnético macio que possui baixa anisotropia magnetocristalina. Nestes materiais, a configuração magnética depende da geometria da amostra, devido ao fenômeno conhecido como anisotropia de forma. As nanoelipses estudadas neste trabalho, apresentam no estado fundamental monodomínios magnéticos, o que as tornam interessantes para serem utilizadas em sistemas conhecidos como gelo de spin. Este trabalho buscou estudar nano elipses com duas razões de aspecto, ambas apresentando monodomínios magnéticos, as suas espessuras variaram de 5 a 20 nm. Inicialmente com as nanopartículas individuais em equilíbrio, foram determinados campos magnéticos externos que são suficientes para provocar uma inversão da magnetização de forma coerente. Em seguida, consideramos sistemas magnéticos contendo sete nanoelipses, cujo arranjo favorece que a regra do gelo de spin seja satisfeita. Portanto, foram analisadas as energias das configurações ao atingirem o estado menos energético. Verificamos que a configuração de gelo de spin é menos energética diante das outras quatro configurações. Na sequência, foi encontrado as distâncias de separação borda a borda entre as nanoelipses do sistema, em que os efeitos da interação dipolar não interferem no estado da magnetização inicial na nanoelipse. Após determinar essa distância de separação, foi aplicado o campo magnético externo correspondente a cada nanomagneto, e então, analisou-se o processo de inversão da magnetização. Todos os processos de inversão da magnetização acontecem com um alto índice de coerência.