Estudo via simulação computacional da formação de vórtice e do modo girotrópico em nanodiscos

• Autor(a) principal: Toscano, Danilo
• Data de Publicação: 2011
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFJF
• Texto Completo: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/10640
• topic: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA; Nanodiscos magnéticos; Vórtice magnético; Modo girotrópico; Magnetic nanodisks; Magnetic vortex; Gyrotropic mode

Recentemente foi mostrado que filmes finos magnéticos em nanoescala podem exibir um vórtice no seu estado fundamental. O vórtice pode diminuir sua energia através do desenvolvimento de uma magnetização fora do plano, perpendicular ao plano do filme, a direção z, que pode ser para cima ou para baixo. Devido a estrutura de vórtice ser muito estável, essa degenerescência de dois estados abre a possibilidade de usar um nanodisco magnético como um bit de memória em dispositivos eletrônicos. A manipulação do vórtice e a forma de controlar a magnetização do núcleo é um assunto de extrema importância. Resultados recentes sugerem que a polaridade do vórtice pode ser invertida através da aplicação de um campo magnético aplicado no plano do disco. Um outro efeito importante induzido por um campo magnético externo devido a componente da magnetização fora do plano no núcleo do vórtice e o modo girotrópico. O modo girotrópico ´e o movimento elíptico ao redor do centro do disco executado pelo núcleo do vórtice sob a influência de um campo magnético. No presente trabalho usamos simulações numéricas para estudar o estado fundamental bem como o comportamento dinâmico de vórtices magnéticos em nanodiscos finos. Consideramos um modelo em que os momentos magnéticos interagem através dos potenciais de troca e dipolar. Investigamos as condições para a formação do núcleo do vórtice com a sem uma magnetização fora do plano como função da intensidade da interação de dipolar D, da extensão e da espessura do nanodisco magnético. Nossos resultados foram consistentes com a existência de duas fases de vórtices separados por uma linha de crossover. Observamos que Dc não depende do raio do nanodisco mas depende da espessura. O expoente a encontrado foi a =0:55(2). O movimento girotrópico é estudado através da aplicação de um campo magnético externo paralelo ao plano do nanodisco magnético. Nossos resultados mostram que existe um valor mínimo para o módulo da magnetização do núcleo do vórtice fora do plano, a partir da qual podemos excitar o modo girotrópico. Esse valor mínimo depende da espessura do nanodisco. Esse resultado sugere que uma forma experimental de melhorar a estabilidade do processo de inversão da magnetização pode ser através do controle da espessura. Também observamos que a frequência do modo girotrópico aumenta com a razão entre espessura e raio, que está qualitativamente de acordo com resultados teóricos e experimentais. Finalmente, apresentamos resultados teóricos para nanodiscos de Permalloy obtidos do nosso modelo, que também estão em boa concordância com resultados experimentais.