Propriedades magnéticas e de transporte eletrônico em materiais magnéticos nanoestruturados

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Velo, Murilo Ferreira, 1989-
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/10063
Resumo: Orientadores: Kleber Roberto Pirota, Oscar Ferreira de Lima
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spelling Propriedades magnéticas e de transporte eletrônico em materiais magnéticos nanoestruturadosMagnetic and electronic transport properties in nanostructured magnetic materialsMateriais magnéticos nanoestruturadosTransporte eletrônicoSimulações micromagnéticasNanostructured magnetic materialsElectronic transportMicromagnetic simulationsOrientadores: Kleber Roberto Pirota, Oscar Ferreira de LimaTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb WataghinResumo: Materiais magnéticos são objeto de curiosidade e observações há séculos constituindo atualmente um campo vasto na Ciência e Tecnologia. Esses materiais exibem estados de magnetização diferentes e exóticos, os quais os colocam no centro da investigação. Uma maneira de sondar a magnetização (m) é vincular sua relação com a densidade de corrente elétrica (j) na teoria conhecida como magnetorresistência anisotrópica (MRA). Nesse sentido, este trabalho explora o efeito MRA por duas abordagens: (i) medições diretas de quatro pontas e (ii) simulações micromagnéticas acopladas a um simulador de MRA. Os principais resultados, para uma nanoestrutura de Co, mostram uma boa concordância entre a medição de quatro pontas e a simulação MRA, de modo que a última pode ser usada diretamente para inspecionar a configuração da magnetização da amostra, sendo assim uma nova e versátil ferramenta de investigação. Outra característica importante nos sistemas magnéticos é a interação magnética que pode dar origem a novos fenômenos interessantes, como no caso dos Gelo de Spin Artificial de Kagome (GSAK) com surgimento das Cordas de Dirac (CD). O GSAK é composto por um conjunto de nanoilhas que se comportam como um monopolo magnético 2D interagindo nos vértices da rede hexagonal, esta interação forçada é responsável pelo aparecimento das CD. Para medir a emergência e propagação das CDs, uma simulação micromagnética foi realizada para um GSAK imperfeito (rugosidade no contorno das nanoilhas incorporadas ao modelo). O principal resultado foi a previsão de um ângulo crítico entre o campo magnético aplicado e a direção de uma das sub-redes, acima da qual emergem as CDs. Para valores menores, a reversão ocorre de forma bidimensional, sendo suave ou abrupta à depender, respectivamente, se a rugosidade está presente ou não. Finalmente, GSAK de Py, Ni e FeCo foram fabricados com z = 15 nm e medidos em campo zero MFM, mostrando a emergência do estado de spin ice na remanênciaAbstract: Magnetic materials are the subject of curiosity and observation for centuries being nowadays a widespread field in Science and Technology. These materials exhibit different and exotic magnetization states, which is one central matter of investigation. One way to probe the magnetization (m) is to link his relationship with the density of electric current density (j) in the theory known as anisotropic magnetoresistance (AMR). In this regard, this work exploits the AMR effect by two approaches: (i) direct four-probe measurements and (ii) micromagnetic simulations coupled with an AMR simulator. The main results, for a Co nanostructure, show a good agreement between the four-probe measuring and the AMR simulation, so the last one can be used directly to inspect the magnetization sample configuration, being a new versatile investigation tool. Another important feature in magnetic systems is the magnetic interaction, which can give rise to interesting new phenomena as in the Artificial Kagome Spin Ices (AKSI) with the emergence of Dirac Strings (DS). The AKSI is composed of a set of nanoislands behaving like a 2D magnetic monopole interacting in the vertices of the hexagonal lattice, this forced interaction is responsible for the DS appear. To measure the DS emergence and propagation a micromagnetic simulation was performed for an imperfect AKSI (rugosity in the nanoisland shape was incorporated into the model). The main result is the prediction of a critical angle between the applied magnetic field and the direction of one of the sublattices, above which DS emerge. For lower values, the reversal occurs through a bidimensional fashion, being smooth or abrupt depending on whether roughness is present or not, respectively. Finally, AKSI of Py, Ni and FeCo were fabricated with z = 15 nm and measured in zero field MFM, showing the emergence of spin ice state in remanenceDoutoradoFísicaDoutor em CiênciasCAPES001[s.n.]Pirota, Kleber Roberto, 1973-Lima, Oscar Ferreira de, 1952-Rodrigues, VarleiRouxinol, Francisco Paulo MarquesDuque, José Gerivaldo dos SantosUniversidade Estadual de Campinas. Instituto de Física Gleb WataghinPrograma de Pós-Graduação em FísicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASVelo, Murilo Ferreira, 1989-20222022-12-07T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf1 recurso online (137 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/10063VELO, Murilo Ferreira. Propriedades magnéticas e de transporte eletrônico em materiais magnéticos nanoestruturados. 2022. 1 recurso online (137 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/10063. Acesso em: 15 mai. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1313411porreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2023-06-02T11:08:19Zoai::1313411Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2023-06-02T11:08:19Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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