Dinâmica generalizada para sistemas magnéticos nanoestruturados - Martins Júnior, Sérgio Murilo da Silva Braga (2019)
A emissão de micro-ondas por materiais magnéticos em frequências bem localizadas é de grande interesse para futuras aplicações em nanotecnologia. Nesse trabalho foi desenvolvido um modelo generalizado para estudar os espectros de excitações de sistemas ferromagnéticos nanoestruturados fazendo uso de simulações micromagnéticas com implementação do método da matriz resolvente obtida através equação de Landau-Lifshitz e do método do tensor de susceptibilidade dinâmica. A primeira parte do trabalho foi dedicada ao desenvolvimento analítico das equações de movimento para um sistema ferromagnético nanoestruturado, segundo a teoria micromagnética, e das expressões dos elementos da matriz resolvente e dos elementos do tensor de susceptibilidade dinâmica generalizado. Foram, então, feitas aplicações dos modelos teóricos a sistemas como nanofitas ferromagnéticas magnetizadas uniformemente, paredes de domínio nucleadas em nanofitas ferromagnéticas acopladas a um substrato vicinal antiferromagnético e vórtices magnéticos em nanodiscos circulares. A matriz resolvente permite obter a densidade espectral de estados, e foi aplicada ao estudo de paredes de domínio. Foram identificados alguns modos de oscilação de paredes de domínio localizados em uma faixa de frequência que antecede a banda associada aos domínios magnéticos, e, através do tensor de susceptibilidade dinâmica, puderam ser identificados a distribuição espacial das excitações ao longo de toda a nanoestrutura. Com isso, podem ser analisadas as semelhanças e diferenças entre as excitações magnéticas localizadas nos domínios, nas paredes de domínio e no centro de vórtices magnéticos. Os modelos desenvolvidos nesse estudo poderão ser usados para prever as frequências de campos de micro-ondas específicas para excitar especificamente cada um dos modos de oscilação observados. A aplicação do modelo desenvolvido em sistemas como vórtices em nanodiscos e paredes de domínio aprisionadas por interação de troca na interface em multicamadas FM/AFM possibilitou identificar aumentos consideráveis nas frequências de ressonância. Para vórtices magnéticos, quanto menor é o diâmetro do nanodisco, maior é a frequência de ressonância, enquanto, para paredes de domínio, quanto mais estreita é a parede (altos campos de interface), maior é a frequência de ressonância.