Nanoestruturas magnéticas

Nanoestruturas magnéticas

• Autor
• Leonardo Oliveira de Sousa
• Co-autores
• Idalmir de Souza Queiroz Junior
• Resumo

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  Estruturas no formato de nanoanel são de grande relevância para o desenvolvimento de dispositivos de gravação magnética, já que os filmes finos no formato de nanoanéis são partes constituintes desses dispositivos de gravação. O estudo dessas estruturas magnéticas tem relevância para o desenvolvimento desse tipo de tecnologia pois eles apresentam vantagens em comparação com outras nanoestruturas. Memórias magnetorresistivas de acesso aleatório (MRAM’s, na sigla em inglês), que são bastantes vantajosas em comparação a outros tipos de memória, estão entre as principais aplicações que utilizam um conjunto de filmes finos em formatos de anéis dispostos em forma de matriz para ler e gravar informações. Nanoestruturas com formatos circulares apresentam a formação de um estado de vórtice em uma determinada faixa de diâmetro dessa partícula. Nesse estado, as nanoestruturas apresentam uma diminuição da coercividade quando o campo magnético externo é nulo, o que é bom para aplicações em dispositivos baseados em spintrônica, como as MRAM’s. Outra vantagem, é que nesse estado as interações entre nanoestruturas vizinhas são minimizadas, devido à menor dispersão dos campos magnéticos. No entanto, os momentos magnéticos próximo ao centro da estrutura circulam para fora do plano da circunferência, criando o que se chama de núcleo do vórtice. O núcleo do vórtice deixa a magnetização da estrutura mais instável. Sabendo disso, os nanoanéis apresentam vantagens em relação aos nanodiscos devido à remoção do núcleo magnetizado perpendicularmente. Considerando a importância da utilização de nanoanéis magnéticos, o objetivo deste trabalho é estudar o comportamento desses nanoanéis na presença de defeitos, como a descentralização da circunferência interna e a variação do raio interno, analisando a mudança do campo coercivo e da magnetização remanente. Neste trabalho, os estudos foram feitos através de análises de gráficos de histerese magnética e gráficos do mapa de momentos magnéticos obtidos através de um programa de simulação. Para simulações feitas em nanoanéis assimétricos, foi utilizado um programa escrito em Fortran e adaptado para esse tipo de trabalho. Para análises dos defeitos, primeiramente foi variada a assimetria do nanoanel movendo a circunferência interna e, em seguida, foi variada à dimensão da circunferência interna do nanoanel. De acordo com os resultados, a inserção de defeitos em nanoanéis tem grande influência na sua magnetização. Com base nas análises dos gráficos de histerese e dos mapas de spins, o aumento do diâmetro interno leva ao aumento do campo coercivo e faz com que o nanoelemento se torne mais duro, necessitando de um campo maior para atingir a saturação. Quando a nanoestrutura é simétrica, ela se encontra no estado tipo ferradura, e ao passo que sua assimetria é aumentada, deslocando a circunferência para fora da nanoestrutura, a amostra tende a assumir o estado de vórtice, ocorrendo uma redução da magnetização remanescente.

• Palavras-chave
• Nanomagnetismo, Spintrônica, Nanotecnologia, Nanoanéis.
• Área Temática
• Engenharias

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