Solução de problemas padrão por meio de simulação micromagnética

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Carvalho, Diego Conceição
• Orientador(a): Coura, Pablo Zimmermann
• Banca de defesa: Santos, Vagson Luiz de Carvalho , Dantas, Sócrates de Oliveira
• 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: Magnetização; Simulação micromagnética; Vórtices; Skyrmions e antiskyrmions; Landau-lifshitz-gilbert; Magnetization; Micromagnetic simulation; Vortices; Skyrmions and antiskyrmions
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/17672

Até o uso prático do magnetismo em escala industrial, como aplicado em nossos dispositivos eletrônicos, é essencial conhecer ou prever o comportamento das propriedades e grandezas magnéticas. Nesse contexto, a simulação micromagnética se apresenta como uma ferramenta indispensável nesse processo de pesquisa, que posteriormente será meticulosamente validada e aprimorada por meio de técnicas laboratoriais. Para contribuir com o arcabouço teórico no campo da pesquisa em micromagnetismo, nosso grupo, denominado Grupo de Física da Matéria Condensada (GFMC), com foco em simulação micromagnética, tem se dedicado há pelo menos meia década à escrita e ao constante aprimoramento de nosso próprio software escrito em linguagem de programação Fortran 90 para analisar a evolução temporal da magnetização em sistemas discretizados. Esses sistemas podem ser unidimensionais (nanofios), bidimensionais (nanofitas planas ou curvas) ou tridimensionais (bulks). Atualmente, o programa já inclui interações de troca, anisotropia, campo externo, interação Dzyaloshinskii-Moriya e interação dipolar, o que o torna altamente competitivo em comparação a simuladores bem estabelecidos que utilizam o campo desmagnetizante, além de já ser capaz de trabalhar com correntes spin-polarizadas. A principal proposta deste trabalho é resolver os chamados problemas-padrão em micromagnetismo para validar o software e dar-lhe mais credibilidade em novas pesquisas neste campo. Estamos dedicados a estudar a influência de uma corrente spin-polarizada em vórtices magnéticos em cuboides de Permalloy-79, bem como investigar os casos estáticos de skyrmions e antiskyrmions em sistemas uni, bi e tridimensionais. Nossos resultados mostraram grande concordância com os valores esperados, o que indica que tanto o método de discretização; o tratamento por interação dipolar como alternativa ao campo desmagnetizante e a resolução numérica da equação de movimento que governa o micromagnetismo (Landau-Lifshitz-Gilbert) estão sendo corretamente implementados.