Estudo via simulação computacional da estabilidade de Skyrmions em filmes antiferromagnéticos e suas interações com impurezas magnéticas

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Guedes, Robson César de Oliveira
• Orientador(a): Leonel, Sidiney de Andrade
• Banca de defesa: Pereira, Afrânio Rodrigues , Coura, Pablo Zimmermann
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Física
• Departamento: ICE – Instituto de Ciências Exatas
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Skyrmion antiferromagnético; Nanomagnetismo; Simulação micromagnética; Equação de Landau-Lifshitz-Gilbert; Spintrônica; Antiferromagnetic skyrmion; Nanomagnetism; Micromagnetic simulation; Landau-Lifshitz-Gilbert Equation
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
• Link de acesso: https://doi.org/10.34019/ufjf/di/2021/00443; https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/14138

Skyrmions são quase-partículas que contam com características que os tornam viáveis para a aplicação em novas gerações de dispositivos de memórias e de processamento de dados. Isso é devido ao seu pequeno tamanho, sua estabilidade e à sua alta mobilidade em sistemas magnéticos quase bidimensionais. Skyrmions antiferromagnéticos se sobressaem aos skyrmions ferromagnéticos por necessitarem de densidade de corrente menor e não apresentarem Efeito Hall de Skyrmion em sua dinâmica. É necessário entender como um skyrmion antiferromagnético se comporta em uma nanotrilha, o controle de sua posição e de seu tamanho é de fundamental importância para sua aplicação em dispositivos spintrônicos. No presente trabalho estudamos o comportamento de um skyrmion antiferromagnético estabilizado em uma bicamada formada por trifluoreto de potássio manganês sobre platina (KMnF3/P t). Nossos estudos foram feitos via simulação computacional micromagnética utilizando um software próprio desenvolvido pelo nosso grupo de pesquisa. Como resultado verificamos que o balanço das interações de Dzyaloshinskii-Moriya e anisotropia magnetocristalina perpendicular é de fundamental importância na estabilização de skyrmions antiferromagnéticos, bem como no seu tamanho e forma. Obtendo o estado de equilíbrio de um skyrmion inicialmente posicionado em uma interface entre dois meios antiferromagnéticos distintos, verificamos que a quase-partícula é atraída ou repelida para uma região magneticamente modificada, com isso concluímos que é possível a construção de armadinhas para skyrmions antiferromagnéticos. As armadilhas para skyrmions são importantes no controle de sua posição na nanotrilha, visto que a existência ou ausência do skyrmion em determinada região pode armazenar informação de forma binária. Acreditamos que este estudo seja útil como guia na busca de novos materiais capazes de estabilizar skyrmions antiferromagnéticos. Os resultados contidos neste trabalho corroboram ou ampliam os estudos em skyrmions antiferromagnéticos.