Anisotropia magnética em nanofilmes com assimetria cristalográfica

• Autor(a) principal: Celino, Klaydson Reinaldo
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/21269
• topic: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA; Anisotropia magnética; Nanoestruturas; Modelagem computacional

Esta Tese compreende um estudo teórico sobre a influência da anisotropia magnetocristalina nas propriedades magnéticas estáticas e dinâmicas de filmes finos: monocamadas e tricamadas acopladas através dos campos de troca bilinear e biquadrático, para situações nas quais os sistemas são crescidos em direções não usuais [hkl] de baixa simetria. Usando uma teoria baseada em um modelo fenomenológico realístico para descrever sistemas magnéticos nanométricos, consideramos a energia magnética livre total incluindo a interação Zeeman, anisotropias magnetocristalinas cúbica e uniaxial, anisotropias desmagnetizante e de superfície, bem como os termos de troca. Os cálculos numéricos são conduzidos através da minimização da energia magnética total a partir da determinação das configurações estáticas de equilíbrio. Consideramos parâmetros experimentais da literatura para ilustrar nossos resultados em sistemas tipo Fe/Cr/Fe. Em particular, um total de seis diferentes cenários magnéticos é analisado para três grupos de campos de troca e as direções de crescimento de baixa simetria [211] e [321]. Após minimizarmos numericamente a energia total, utilizamos as configurações de equilíbrio para obter curvas de magnetização e de magnetoresistência com as respectivas fases magnéticas e os campos críticos de transições de fases. Estes resultados também são usados para a determinação da fronteira de ocorrência dos estados saturados. Dentro do contexto das ondas de spin, resolvemos a equação de movimento para estes sistemas a fim de encontrarmos as respectivas relações de dispersão associadas. Os resultados mostram curvas de magnetização e magnetoresistência similares em ambos os cenários [211] e [321], com comportamento de transição magnética equivalente. No entanto, a combinação entre simetrias peculiares e a influência da energia de troca resulta em propriedades cativantes, incluindo a geração de estados magnéticos dependentes da direção de crescimento e aumento de incompatibilidade entre valores de campo de saturação da magnetização e magnetoresistência para eixos anisotrópicos cúbicos intermediários, particularmente no regime onde os campos de troca bilinear e biquadrático são comparáveis. As relações de dispersão e os resultados estáticos são coerentes, com as fases magnéticas também presentes em ambos os modos acústico e óptico. Excitações de Goldstone são observadas particularmente nos eixos anisotrópicos cúbicos intermediários, um efeito relacionado às transições de segunda ordem e à quebra espontânea de simetria imposta pela combinação entre o acoplamento biquadrático e as anisotropias cúbica e uniaxial.