Estudo do comportamento da magnetização de nanoilhas magnéticas via simulação computacional
| Autor: | Barbosa, Ananias Alves |
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| Přispěvatelé: | Leonel, Sidiney de Andrade, Toscano, Danilo, Rocha, Julio Cesar Siqueira |
| Jazyk: | portugalština |
| Rok vydání: | 2019 |
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| Zdroj: | Repositório Institucional da UFJF Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) instacron:UFJF |
| Popis: | CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior 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. It is important to investigate the basic properties of magnetic systems since it has many applications in logic devices, sensors, media storage high-density data and magnetic random access memory (MRAM) devices. These factors have drawn attention to many scientists in recent years devoting themselves for studying nanostructured magnetic systems. From a scientific and technological point of view, having static and dynamic control of nanostructures is fundamental for possible technological applications. In this context, in the present work, we performed a study with elongated and planar nanoparticles made of Permalloy-79, a soft ferromagnetic material that has low magnetocrystalline anisotropy. In these materials, the magnetic configuration depends on the sample geometry, due to the phenomenon known as shape anisotropy. The nanoelipses studied in this work present magnetic monodomains in the ground state, which makes them interesting for use in systems known as spin ice. This work aimed to study nanoelipses with two aspect ratios, both presenting magnetic monodomains, their thickness ranged from 5 to 20 nm. Next, we consider magnetic systems containing seven nanoelipses, whose arrangement favors the spin ice rule to be satisfied. Therefore, the energies of the configurations were analyzed upon reaching the less energetic state. We found that the spin ice setting is less energetic than the other four settings. In the sequence, it was found that the separation distances from edge to edge between the system nanoelipses, in which the effects of the dipole interaction does not interfere in the initial state of the magnetization in the nanoelipse. After determining this separation distance, the external magnetic field corresponding to each nanomagnet was applied, and then the magnetization inversion process was analyzed. All Magnetization inversion processes happen with high coherence index. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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