Um modelo de excitações interagentes para descrição de gelos de spins artificiais
| Autor: | João Henrique Rodrigues |
|---|---|
| Přispěvatelé: | Clodoaldo Irineu Levartoski de Araujo, Antonio Sergio Teixeira Pires, Lucas Lages Wardil, Afranio Rodrigues Pereira |
| Jazyk: | portugalština |
| Rok vydání: | 2018 |
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| Zdroj: | Repositório Institucional da UFMG Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) instacron:UFMG |
| Popis: | Gelos de spins artificiais são sistemas bidimensionais compostos por nanomagnetos fabricados por litografia. Eles foram inicialmente propostos para se assemelharem aos gelos de spins cristalinos, permitindo a investigação teórica e experimental de fenômenos como frustração geométrica, excitações emergentes, dinâmica de sistemas dentro e fora do equilíbrio, etc. Em nosso trabalho, estamos interessados em estudar as excitações emergentes dos gelos de spins artificiais buscando verificar quais características elas trazem para estes sistemas em um processo de reversão da magnetização. Para tanto, desenvolvemos um modelo de excitações emergentes com base em um modelo de halteres. Mostramos que tal modelo é equivalente ao modelo de spins original, reproduzindo de forma adequada as propriedades termodinâmicas do sistema. O modelo também permite analisar separadamente as contribuições geradas no sistema pelas excitações monopolo e dipolo. Usamos este conhecimento para alterar as contribuições advindas exclusivamente das excitações monopolo nos gelos de spins artificiais quadriculares e triangulares e verificar como estas modificam as características de suas curvas de população de vértices em um processo de reversão da magnetização. Constatamos que a presença dos monopolos faz com que ambas redes apresentem curvas de população da região central assimétricas à esquerda. Esta característica aparece mesmo quando as redes apresentam grandes desordens e flutuações térmicas, sendo melhores observadas quando há menores desordens e/ou há flutuações térmicas. Esperamos que esta característica possa ser usada para estipular diretamente a carga das excitações monopolo em medidas experimentais. Artificial spin ice is a class of two dimensional nanomagnetic systems fabricated by litography. They are initially proposed to resemble the crystalline spin ice, allowing the theoretical and experimental investigation of phenomenona such as geometric frustration, emergent excitations, system dynamics in and out of equilibrium, and so on. In this work, we are interested in studying the emergent excitations of the artificial spin ice, aiming to verify what characteristics they bring to these systems in a magnetization reversal process. To do so, we developed an emergent vertex model based on a dumbbell model. We show that such a model is equivalent to the original spin model, reproducing properly its thermodynamic properties. The model also allows to analyze separately the contributions generated in the system by monopole and dipole excitations. We use this knowledge to alter the contributions coming exclusively from monopole excitations in the artificial square and triangular spin ice and verify how they modify the characteristics of its vertex population curves in a magnetization reversal process. We have found that the monople presence causes both lattice to present the population curves of the central region left asymmetric. This feature appears even when the lattice have high disorder and temperature fluctuations, being better observed when there are low disorders and/or there are thermal fluctuations. We expect these characteristics can be used to directly stipulate the monopole excitations charge in experimental measurements. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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