https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/10953
File | Description | Size | Format | |
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danilotoscano.pdf | 10.74 MB | Adobe PDF | View/Open |
DC Field | Value | Language |
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dc.contributor.advisor1 | Leonel, Sidiney de Andrade | - |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/ | pt_BR |
dc.contributor.advisor-co1 | Dias, Rodrigo Alves | - |
dc.contributor.referee1 | Garcia, Flávio | - |
dc.contributor.referee2 | Costa, Bismarck Vaz da | - |
dc.creator | Toscano, Danilo | - |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/ | pt_BR |
dc.date.accessioned | 2019-09-26T15:48:07Z | - |
dc.date.available | 2019-09-23 | - |
dc.date.available | 2019-09-26T15:48:07Z | - |
dc.date.issued | 2011-02-28 | - |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/10953 | - |
dc.description.abstract | Recently it was shown that magnetic thin films with nanoscale dimensions can exhibit a vortex as its ground state. The vortex can lower its energy by developing an out-of-plane magnetization perpendicular to the plane of the film, the z direction, with can be “up” or “down”. Because the vortex structure is very stable this twofold degeneracy opens up possibility of using a magnetic nanodisk as a bit of memory in electronic devices. The manipulation of the vortex and way to control the core magnetization is a subject of paramount importance. Recent results have suggested that the polarity of a vortex core could be switched by applying a pulsed magnetic field in the plane of the disk. Another important effect induced by an external magnetic field due to the component out-of-plane in the vortex-core is the gyrotropic mode. The gyrotropic mode is the elliptical movement around the disk center executed by the vortex-core under the influence of a magnetic field. In the present work we used numerical simulations to study the ground state as well as the dynamical behavior of magnetic vortices in thin nanodisks. We have considered a model where the magnetic moments interact through exchange (Jå~Si ~Sj) and dipolar (Dåf~Si ~Sj 3(~Si ˆri j) (~Sj ˆri j)g=(ri j)3) potentials. We have investigated the conditions for the formation of the vortex-core with and without an out-of-plane magnetization as a function of the strength of the dipole interaction D and the size and the thickness of the magnetic nanodisks. Our results were consistent with the existence of two vortex phases separated by a crossover line [(DcD)a]. We have observed that Dc does not depend on the radius of nanodisk but depends on its thickness. The exponent a was found to be a = 0:55(2) The gyrotropic motion is studied by applying an external magnetic field parallel to the plane of the magnetic nanodisk. Our results show that there is a minimum value for the modulus of the out-of-plane vortex-core magnetization, from which we can excite the gyrotropic mode. This minimum value depends on the thickness of the nanodisk. This result suggest that an experimental way to improve the stability of the process of switching may be through the thickness control. We also observed that the gyrotropic mode frequency increases with the aspect ratio, which is in qualitatively accordance with theoretical and experimental results. Finally, we present theoretical results for Permalloy nanodisks obtained from our model, which are also in good agreement with experimental results. | pt_BR |
dc.description.resumo | Recentemente foi mostrado que filmes finos magnéticos em nanoescala podem exibir um vórtice no seu estado fundamental. O vórtice pode diminuir sua energia através do desenvolvimento de uma magnetização fora do plano, perpendicular ao plano do filme, a direção z, que pode ser para cima ou para baixo. Devido a estrutura de vórtice ser muito estável, essa degenerescência de dois estados abre a possibilidade de usar um nanodisco magnético como um bit de memória em dispositivos eletrônicos. A manipulação do vórtice e a forma de controlar a magnetização do núcleo é um assunto de extrema importância. Resultados recentes sugerem que a polaridade do vórtice pode ser invertida através da aplicação de um campo magnético aplicado no plano do disco. Um outro efeito importante induzido por um campo magnetico externo devido a componente da magnetização fora do plano no núcleo do vórtice o modo girotrópico. O modo girotropico e o movimento elıptico ao redor do centro do disco executado pelo nucleo do vortice sob a influencia de um campo magnetico. No presente trabalho usa moamico de vortices magn´eticos em nanodiscos finos. Consideramos um modelo em que os momentos magnticos interagem atraves dos potenciais de troca (Jå~Si ~Sj) e dipolar (Dåf~Si ~Sj 3(~Si ˆri j) (~Sj ˆri j)g=(ri j)3). Investigamos as condições para a formação do nucleo do vortice com a sem uma magnetização fora do plano como função da intensidade da interação de dipolar D, da extensão e da espessura do nanodisco magnetico. Nossos resultados foram consistentes com a existencia de duas fases de vortices separados por uma linha de crossover [(DcD)a]. Observamos que Dc n˜ao depende do raio do nanodisco mas depende da espessura. O expoente a encontrado foi a =0:55(2). O movimento girotropico ´e estudado atraves da aplicacao de um campo magnetico externo paralelo ao plano do nanodisco magnetico. Nossos resultados mostram que existe um valor mınimo para o modulo da magnetizacao do nucleo do vortice fora do plano, a partir da qual podemos excitar o modo girotropico. Esse valor mınimo depende da espessura do nanodisco. Esse resultado sugere que uma forma experimental de melhorar a estabilidade do processo de inversão da magnetização pode ser atrav´es do controle da espessura. Tamb´em observamos que a frequência do modo girotrópico aumenta com a razão entre espessura e raio, que está qualitativamente de acordo com resultados teóricos e experimentais. Finalmente, apresentamos resultados teóricos para nanodiscos de Permalloy obtidos do nosso modelo, que também estão em boa concordancia com resultados experimentais. | pt_BR |
dc.language | por | pt_BR |
dc.publisher | Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) | pt_BR |
dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
dc.publisher.department | ICE – Instituto de Ciências Exatas | pt_BR |
dc.publisher.program | Mestrado Acadêmico em Matemática | pt_BR |
dc.publisher.initials | UFJF | pt_BR |
dc.rights | Acesso Aberto | pt_BR |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | * |
dc.subject | Nanodiscos magnéticos | pt_BR |
dc.subject | Vórtice magnético | pt_BR |
dc.subject | Modo girotrópico | pt_BR |
dc.subject | Magnetic vortex | pt_BR |
dc.subject | Gyrotropic mode | pt_BR |
dc.subject | Magnetic nanodisks | pt_BR |
dc.subject.cnpq | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA | pt_BR |
dc.title | Estudo via simulação computacional da formação de vórtice e do modo girotrópico em nanodiscos | pt_BR |
dc.type | Dissertação | pt_BR |
Appears in Collections: | Mestrado em Física (Dissertações) |
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