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Type: Dissertação
Title: Estudo do problema padrão número 3 via simulação micromagnética utilizando interação dipolar
Author: Silva, Antonio Kaeliton Ferro da
First Advisor: Coura, Pablo Zimmermann
Referee Member: Rocha, Julio Cesar Siqueira
Referee Member: Dantas, Sócrates de Oliveira
Resumo: O micromagnetismo é uma teoria de campo de sistemas magnéticos que trata, de forma semi-clássica, materiais magnéticos na escala nanométrica. Através dessa metodologia, podemos estudar estados de mínima energia de partículas magnéticas cúbicas de volume L 3 , com anisotropia uniaxial relativa à densidade de energia magnetostática de valor igual a Q = 0, 1, ao longo de um dos eixos cúbicos. Esses sistemas são investigados em função do número de células de simulação N3 dessas partículas. Neles, é possível encontrar três configurações: o estado de flor (flower state), o estado de flor torcida (twisted flower state) e o estado de vórtice (vortex state). Esse estudo é referido como o problema padrão número 3 (µMAG Standard Problem #3), proposto pelo Grupo de Modelagem Micromagnética do NIST, sendo utilizado como referência para comparação entre diferentes métodos em simulações micromagnéticas. Neste trabalho, comparamos nossos resultados obtidos via técnicas de simulação micromagnética, utilizando interação dipolar, com os resultados da literatura que empregam campo desmagnetizante. Sabe-se que o comprimento de borda crítico, definido pela razão entre o comprimento L e o comprimento de troca ltr, tem um valor aproximado de 8, 40 para a mudança de estados (flor ⇒ vórtice e flor torcida ⇒ vórtice), conforme relatado na literatura. Em nossos estudos, variamos o comprimento L = N a, em função do número de células N de simulação e da distância a entre as células, para obter a razão L/ltr para cada N. Verificamos que, a partir de N ≥ 15, a razão L/ltr converge para o valor aproximado de 8, 43, não variando significativamente para tamanhos N maiores.
Abstract: Micromagnetism is a field theory of magnetic systems that use the semi-classically approximation to magnetic materials at the nanoscale. We can study the minimum energy states of cubic magnetic particles with a volume of L 3 , and a uniaxial anisotropy relative to the magnetostatic energy density of value equal to Q = 0.1, along one of the cubic axes. These systems are investigated as a function of the number of simulation cells N3 . In them, it is possible to find three configurations: the flower state, the twisted flower state, and the vortex state. This study is referred to as the µMAG Standard Problem #3, proposed by the NIST Micromagnetic Modeling Group, and is used as a reference for comparison between different methods in micromagnetic simulations. In this work, we compare our results obtained via micromagnetic simulation techniques, using dipolar interaction, with results found in the literature using demagnetization field. It is known that the critical edge length, defined by the ratio between the length L and the exchange length ltr, has an approximate value of 8.40 for the state changes (flower ⇒ vortex and twisted flower ⇒ vortex), as reported in the literature. In our studies, we vary the length L = N a, as a function of the number of simulation cells N and the distance a between the cells, to obtain the ratio L/ltr for each N. We verify that, starting from N ≥ 15, the ratio L/ltr converges to the approximate value of 8.43, not significantly varying for larger N sizes.
Keywords: Simulação micromagnética
Problema padrão número 3
Campo desmagnetizante
Interação dipolar
Micromagnetic simulation
µMAG standard problem #3
Demagnetization field
Dipolar interaction
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: ICE – Instituto de Ciências Exatas
Program: Programa de Pós-graduação em Física
Access Type: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
Creative Commons License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/17491
Issue Date: 24-Apr-2024
Appears in Collections:Mestrado em Física (Dissertações)



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