Estados magnéticos e reversão da magnetização em nanoesferas ocas de cobalto

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: GUERRA DÁVILA, Yuset
• Orientador(a): HERNÁNDEZ, Eduardo Padrón, PENA-GARCIA, Ramón Raudel
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Pernambuco
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pos Graduacao em Ciencia de Materiais
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Materiais Magnéticos; Nanoesferas ocas; Simulação Micromagnética
• Link de acesso: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/33228

Neste trabalho apresentamos um estudo da reversão da magnetização e dos estados magnéticos em remanência de ordenamentos de nanoesferas ocas ferromagnéticas de cobalto. O estudo é realizado por simulação micromagnética usando NMAG, um simulador baseado no método de elementos finitos (MEF) e o MUMAX3, um pacote de simulação acelerada por unidades de processamento gráfico (GPU), baseado no método de diferenças finitas (MDF). Nossos resultados revelaram que o processo de reversão é fortemente dependente dos parâmetros geométricos. Em esferas ocas isoladas (ordenamentos zero-dimensionais 0D), com raio externo, Rₑ = 20nm, predomina o estado mono-domínio. Para o raio externo de Rₑ = 30nm, ocorre umprocesso de switching duplo: do estado onion para o estado curling-vortex e do estado curlingvortex para o estado onion inverso. Essas transições envolvem diferentes processos físicos, alguns são livres de nucleação, e outros envolvem nucleação de domínios. Para cascas finas, a reversão é dominada pela nucleação de um domínio onion inverso. Em ordenamentos unidimensionais 1D (cadeias formadas por oito esferas ocas), os valores elevados de coercividade (600 Oe - 1800 Oe) são atribuídos aos efeitos da anisotropia de forma, devido ao aumento da razão de aspecto da geometria 1D da cadeia. Os estados magnéticos em remanência para cadeias com esferas de 15 nm encontram-se em modo onion. Este resultado da simulação numérica indica que a interação interpartícula (entre as esferas ocas) dentro da cadeia é provavelmente insignificante. Para cadeias com esferas ocas de raio externo Rₑ = 30nm, as configurações de magnetização em remanência ocorrem pelo estado curling-vortex. O estado curling-vortex é preservado para cadeias de esferas ocas orientadas aleatoriamente, onde podemos encontrar um estado bem definido para cada esfera dentro da cadeia. Em arranjos hexagonais de sete esferasocas (ordenamentos bidimensionais 2D) o processo de magnetização é influenciado pela interação dipolar e acontece de modo diferente aos processos em esferas ocas isoladas e ordenamentos 1D. Para o raio externo de 20 nm predomina um modo coerente alternado. Em cascas mais finas, a energia dipolar contribui para um resultado inesperado, a configuração curling-vortex aparece como uma solução possível. Para esferas de 30 nm, a configuração é no modo misto (modos mono-domínio e curling-vortex). O modo mono domínio predomina quando a distância entre esferas diminui. O estudo é importante no sentido de relatar o papel de cada solução dosestados fundamentais conhecidos para este tipo de geometria além de ser um ponto de partida para demostrar que as soluções da reversão de magnetização para uma esfera oca isolada, não necessariamente satisfazem as soluções para ordenamentos de este tipo de nano-objetos. O estudo pode contribuir em aplicações, tais como gravação magnética e memórias magnéticas deacesso aleatório (MRAMs), onde estados magnéticos bem definidos e estáveis em remanência são desejados.