Efeito Nernst anômalo em filmes magnetostrictivos sobre substratos flexíveis

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Melo, Acácio Silveira de
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/33221
Resumo: O efeito Nersnt anômalo (ANE) em materiais magnéticos nanoestruturados é um fenômeno chave para otimizar o controle e empregar a energia interna em dispositivos eletrônicos. Neste trabalho, vamos explorar as propriedades magnéticas e o ANE em filmes magnetostrictivos flexíveis com anisotropia uniaxial induzida e submetidos a um estresse mecânico. Além disso, vamos promover uma integração entre o ANE e os fenômenos magnetostrictivos, que por sua vez, influenciam na anisotropia magnética efetiva dos filmes. Sendo assim, será apresentado um estudo teórico do comportamento da magnetização nesse sistema, de modo que possamos entender como esta influenciará na resposta da tensão termoelétrica. Ao mesmo tempo, vamos integrar esse estudo aos dados experimentais obtidos, desse modo podemos manipular o ANE através do campo magnético e do estresse mecânico aplicado. Teoricamente, calculamos o comportamento da magnetização e a resposta da tensão termoelétrica para uma geometria planar, com densidade de energia livre magnética, que leva em consideração as contribuições induzidas de anisotropia uniaxial e magnetoelástica. Experimentalmente, verificamos modificações na anisotropia magnética efetiva, alterando o estresse aplicado, e exploramos a resposta do efeito Nernst anômalo como uma ferramenta poderosa para investigar as propriedades magnéticas de materiais magnetostrictivos. Encontramos concordância entre o experimento e os cálculos numéricos, elucidando assim o comportamento magnético e a resposta da tensão termoelétrica. Por fim, foram fornecidas evidências que confirmam a validade da abordagem teórica para descrever as propriedades magnéticas e o efeito Nernst anômalo em filmes magnetostritivos ferromagnéticos com anisotropia magnética uniaxial e submetidos a estresse mecânico.
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Além disso, vamos promover uma integração entre o ANE e os fenômenos magnetostrictivos, que por sua vez, influenciam na anisotropia magnética efetiva dos filmes. Sendo assim, será apresentado um estudo teórico do comportamento da magnetização nesse sistema, de modo que possamos entender como esta influenciará na resposta da tensão termoelétrica. Ao mesmo tempo, vamos integrar esse estudo aos dados experimentais obtidos, desse modo podemos manipular o ANE através do campo magnético e do estresse mecânico aplicado. Teoricamente, calculamos o comportamento da magnetização e a resposta da tensão termoelétrica para uma geometria planar, com densidade de energia livre magnética, que leva em consideração as contribuições induzidas de anisotropia uniaxial e magnetoelástica. Experimentalmente, verificamos modificações na anisotropia magnética efetiva, alterando o estresse aplicado, e exploramos a resposta do efeito Nernst anômalo como uma ferramenta poderosa para investigar as propriedades magnéticas de materiais magnetostrictivos. Encontramos concordância entre o experimento e os cálculos numéricos, elucidando assim o comportamento magnético e a resposta da tensão termoelétrica. Por fim, foram fornecidas evidências que confirmam a validade da abordagem teórica para descrever as propriedades magnéticas e o efeito Nernst anômalo em filmes magnetostritivos ferromagnéticos com anisotropia magnética uniaxial e submetidos a estresse mecânico.The anomalous Nernst effect (ANE) in nanostructured magnetic materials is a crucial phenomenon for optimizing control and using internal energy in electronic devices. In this work, we will explore the magnetic properties and ANE in a flexible magnetostrictive film with uniaxial anisotropy induced and subjected to mechanical stress. In addition, we will promote integration between the ANE effect and the magnetostrictive phenomena, which influence the effective anisotropy of films. Therefore, a theoretical study of the behavior of magnetization in this system will be presented to understand how it will affect the thermoelectric voltage response. At the same time, we will integrate this study with the experimental data obtained. In this way, we can manipulate the ANE through the magnetic field and the applied mechanical stress. Theoretically, we calculate the magnetization behavior and the thermoelectric voltage response from the theoretical approach to planar geometry, with a magnetic-free energy density that takes into account the induced contributions of uniaxial and magnetoelastic anisotropy. Experimentally, we verified changes in the effective magnetic anisotropy, changing the applied stress, and explored the anomalous Nernst effect as a powerful tool to investigate the magnetic properties of magnetostrictive materials. We found agreement between the experiment and the numerical calculations, thus elucidating the magnetic behavior and the thermoelectric voltage response. Finally, an evidence was provided to confirrm the validity of the theoretical approach to describe the magnetic properties and the anomalous Nernst effect in ferromagnetic magnetostrictive films with uniaxial magnetic anisotropy and subjected to external stresses.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPqUniversidade Federal do Rio Grande do NortePROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FÍSICAUFRNBrasilAnisotropia magnéticaFilmes magnetostrictivosEfeito Nernst anômaloEfeito Nernst anômalo em filmes magnetostrictivos sobre substratos flexíveisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNORIGINALEfeitoNernstanamalo_Melo_2021.pdfapplication/pdf23136273https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/33221/1/EfeitoNernstanamalo_Melo_2021.pdf0c0f7df27a893932510739d285b8b7b3MD51123456789/332212021-08-19 16:11:53.383oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/33221Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2021-08-19T19:11:53Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false
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