Análise da estabilidade de skyrmions em filme antiferromagnético (KMnF3/P t) contendo impurezas magnéticas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Assis, Henrique Santiago de
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFJF
Texto Completo: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/15873
Resumo: Skyrmions magnéticos tiveram sua previsão teórica em 1989, sendo descrita como uma quase-partícula que apresenta propriedades interessantes, que os tornam promissores para aplicações em spintrônica. Isso é devido ao fato de não ser aniquilado facilmente por agitação, variação de temperatura, campo elétrico ou magnético externo. Dentre os skyrmions, temos os skyrmions antiferromagnéticos onde destacam por não apresentarem Efeito Hall de skyrmion em seu movimento e sendo possível controlar sua dinâmica através de uma corrente de spin polarizada, onde alcançam altas velocidades sem ocorrer nenhuma deformação em sua estrutura. Diante disso, realizamos simulações computacionais micromagnéticas para investigar o comportamento de um skyrmion antiferromagnético estabilizado em uma bicamada formada por material trifluoreto de potássio manganês sobre platina KMnF3/P t. O software utilizado para obter os resultados foi desenvolvido pelo próprio grupo de pesquisa. Preliminarmente, estudamos sua estabilidade e seu comportamento variando determinados parâmetros magnéticos do material, no qual focamos nas seguintes interações: Dzyaloshinskii-Moriya (DM), rigidez de troca (A) e a magnetização de saturação (MS). Com o resultado das simulações, foi modelado uma nanofita onde ocorre variação de suas propriedades magnéticas localmente, como também variamos sua área e investigamos a resposta do skyrmion a estas modificações. Desta forma, observamos não apenas a fixação do skyrmion, mas também a dispersão para determinados ajustes. E por fim, mostramos que a eficiência de uma armadilha para o skyrmion está ligada diretamente a escolha das propriedades do defeito magnético e de sua área.
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Dentre os skyrmions, temos os skyrmions antiferromagnéticos onde destacam por não apresentarem Efeito Hall de skyrmion em seu movimento e sendo possível controlar sua dinâmica através de uma corrente de spin polarizada, onde alcançam altas velocidades sem ocorrer nenhuma deformação em sua estrutura. Diante disso, realizamos simulações computacionais micromagnéticas para investigar o comportamento de um skyrmion antiferromagnético estabilizado em uma bicamada formada por material trifluoreto de potássio manganês sobre platina KMnF3/P t. O software utilizado para obter os resultados foi desenvolvido pelo próprio grupo de pesquisa. Preliminarmente, estudamos sua estabilidade e seu comportamento variando determinados parâmetros magnéticos do material, no qual focamos nas seguintes interações: Dzyaloshinskii-Moriya (DM), rigidez de troca (A) e a magnetização de saturação (MS). Com o resultado das simulações, foi modelado uma nanofita onde ocorre variação de suas propriedades magnéticas localmente, como também variamos sua área e investigamos a resposta do skyrmion a estas modificações. Desta forma, observamos não apenas a fixação do skyrmion, mas também a dispersão para determinados ajustes. E por fim, mostramos que a eficiência de uma armadilha para o skyrmion está ligada diretamente a escolha das propriedades do defeito magnético e de sua área.Magnetic skyrmions had their theoretical forecast in 1989, being described as a quasiparticle that presents interesting properties, which make them promising for applications in spintronics. This is due to the fact that it isn’t easily annihilated by agitation, temperature variation, eletric field or external magnetic. Among the skyrmions, we have the antiferromagnetic skyrmions, which drafts because they don’t present a skyrmion Hall Effect in their movement and it’s possible to control their dynamics through a polarized spin current, where they reach high speeds without any deformation in their structure. Therefore, we performed micromagnetic computational simulations to investigate the behavior of an antiferromagnetic skyrmion stabilized in a bilayer formed by potassium manganese trifluoride material on platinum KMnF3/P t. The software used to obtain the results was developed by the research group itself. First, we study its stability and behavior, varying certain magnetic parameters of the material we focus on, in the following interactions: Dzyaloshinskii-Moriya (DM), stiffness exchange (A) and the saturation magnetization (MS). With the result of the simulations, a nanotracks was modeled where variation of its magnetic properties occurs locally, we also varied its area and investigated the response of the skyrmion to these modifications. In this way, we observe not only skyrmion fixation, but also dispersion for certain adjustments. Finally, we showed that the efficiency of a skyrmion trap is directly linked to the choice of magnetic defect properties and its area.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorporUniversidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)Programa de Pós-graduação em FísicaUFJFBrasilICE – Instituto de Ciências ExatasAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICASimulação micromagnéticaSkyrmion antiferromagnéticoEquação de Landau-Lifshitz-GilbertMicromagnetic simulationAntiferromagnetic skyrmionLandau-LifshitzGilbert EquationAnálise da estabilidade de skyrmions em filme antiferromagnético (KMnF3/P t) contendo impurezas magnéticasinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisreponame:Repositório Institucional da UFJFinstname:Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)instacron:UFJFCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/15873/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/15873/3/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD53ORIGINALhenriquesantiagodeassis.pdfhenriquesantiagodeassis.pdfapplication/pdf4924074https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/15873/1/henriquesantiagodeassis.pdf517f65bf0fac0c264c6568851c22ef35MD51TEXThenriquesantiagodeassis.pdf.txthenriquesantiagodeassis.pdf.txtExtracted texttext/plain104567https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/15873/4/henriquesantiagodeassis.pdf.txt5170e5288f458773f13138bce6243c23MD54THUMBNAILhenriquesantiagodeassis.pdf.jpghenriquesantiagodeassis.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1145https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/15873/5/henriquesantiagodeassis.pdf.jpga002c45a256b70ef5f356c9da2baf2aeMD55ufjf/158732023-09-02 03:04:05.26oai:hermes.cpd.ufjf.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufjf.br/oai/requestopendoar:2023-09-02T06:04:05Repositório Institucional da UFJF - Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)false
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