Estrutura eletrônica e dinâmicas de spins aplicadas a multicamadas metálicas e sistemas nanoestruturados

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Miranda, Ivan de Paula
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Fenômenos Magnéticos; Física do Estado Sólido; Física Estatística; Magnetic Phenomena; Magnetism; Magnetismo; Solid State Physics; Statistical Physics
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-03032021-114531/

Neste trabalho, apresentamos o estudo teórico de vários materiais magnéticos nanoestruturados. Para estes sistemas investigamos a estrutura eletrônica e propriedades magnéticas, via cálculos baseados na Teoria do Funcional da Densidade (DFT), e/ou dinâmica da magnetização no contexto da construção de spins. Para o magnetismo de superfície (ou sistemas de baixa dimensionalidade), apresentamos cálculos ab-initio da estrutura eletrônica de bicamadas de Pd/Fe e Pd/Co sobre um substrato de Ir(111), com o foco na investigação dos mecanismos microscópicos responsáveis pela formação de configurações magnéticas de spin não-colineares. Utilizando os momentos magnéticos e parâmetros de troca isotrópicos e anisotrópicos (Dzyaloshinskii-Moriya) obtidos via cálculos de primeiros princípios, realizamos simulações da dinâmica de spins baseadas na aproximação atomística (modelo de Landau-Lifshitz-Gilbert) nestes e em outros sistemas de interesse, visando analisar os efeitos de temperatura e/ou da aplicação de campo magnético nas texturas magnéticas destes sistemas e comparar com dados experimentais, se existentes. Adicionalmente, implementamos o cálculo do damping () no método de primeiros princípios no espaço-real Real Space-Linear Muffin Tin Orbital -Atomic Sphere Approximation (RS-LMTO-ASA). As potencialidades desta metodologia foram exploradas no estudo da anisotropia de damping na superfície de Fe50Co50(100) e da influência causada por defeitos 4d e 5d na multicamada Pd/Fe/Ir(111), de forma a ter uma descrição mais precisa deste parâmetro em sistemas com quebra de simetria como aglomerados embebidos em superfícies. Esta é a primeira vez que o cálculo ab-initio de espaço-real para a interação de Dzyaloshinskii-Moriya é aplicado em conjunto com a dinâmica atomística de spins a fim de se estudar skyrmions a temperatura e campo finitos. Além disso, é inédita a investigação do damping em sistemas heterogêneos e/ou aglomerados contendo impurezas.