OLIVEIRA, R. R. Modelo de Heisenberg para cadeia de spins. 2016. 58 f. Dissertação (Mestrado em Física) – Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Giordana Silva (giordana.nascimento@gmail.com) on 2016-09-26T18:55:18Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_rroliveira.pdf: 2847981 bytes, checksum: edaf4ac09f696a3c00730658e00f0e9c (MD5) / Approved for entry into archive by Giordana Silva (giordana.nascimento@gmail.com) on 2016-09-26T18:55:56Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_rroliveira.pdf: 2847981 bytes, checksum: edaf4ac09f696a3c00730658e00f0e9c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-26T18:55:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_rroliveira.pdf: 2847981 bytes, checksum: edaf4ac09f696a3c00730658e00f0e9c (MD5) Previous issue date: 2016-08-04 / Everyday new technological inventions arrives in the world, improving the life of the society as one. For new devices to have improvements, science needs to be improved too. Within science, a subject that stands out is the magnetism properties of the materials, like ferromagnetic materials. Due to the studies about the magnetism properties of the materials become possible the criation of computer hard drive. In this dissertation, we use the Heisenberg model to better understand the spin waves, which commonly appear in magnetic materials. This model considers the exchange interation of spins, together with the Zeeman effect. In this dissertation we use the eisenberg model for spin waves applied to some networks. The study for a two layer network where one of them is displaced in relation to the other was done. The behavior for a network displaced to the left and a network equally dislocated to the right is the same. Due to the helical structure of an RNA molecule we study the Heisenberg model in a network around a cylinder. For this network, we found that case where the network is symmetrically displaced is degenerate, which can be broke by changing the network configuration, so there is no symmetry in the system. / Todo dia novas invenções tecnológicas surgem no mundo, melhorando a vida da sociedade como um todo. Para que os novos dispositivos estejam cada vez mais evoluindo, a ciência também precisa estar evoluindo. Dentro da ciência, um assunto que ganha destaque são as propriedades magnéticas dos materiais, tais quais materiais ferromagnéticos. A partir do estudo de materiais magnéticos foi possível a fabricação de dispositivos como o HD de computadores. Nos sistemas ferromagnéticos os spins vizinhos estão acoplados uns aos outros por meio da interação de troca, possuindo modos coletivos chamados de ondas de spin. Para entender as propriedades de ondas de spin utiliza-se o modelo de Heisenberg, que considera o termo de troca, juntamente com o efeito Zeeman. Nesta dissertação utilizamos o modelo de Heisenberg para ondas de spins para algumas redes. O estudo para uma rede de duas camadas onde uma é deslocada em relação à outra foi realizado, observando que o comportamento para uma rede deslocada para a esquerda e uma rede igualmente deslocada para a direita é o mesmo. Motivados pelo formato helicoidal da molécula de RNA, estudamos uma rede ao redor de um cilindro. O caso onde a rede é disposta simetricamente é encontrado degenerescência, que pode ser desfeita alterando a configuração da rede de modo que não haja mais simetria.

CUNHA, Anderson Magno Chaves. Ondas de Spin em sistemas magnéticos bidimensionais com interação de troca aleatória. 2009. 75 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2009. / Submitted by francisco lima (admir@ufc.br) on 2011-09-26T16:26:54Z No. of bitstreams: 1 diss Anderson Magno Chaves Cunha.pdf: 1201363 bytes, checksum: 86a3a68de7d722407cb53986356604c2 (MD5) / Approved for entry into archive by Amélia Barrocas(ameliabarrocas@ufc.br) on 2011-10-07T14:45:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 diss Anderson Magno Chaves Cunha.pdf: 1201363 bytes, checksum: 86a3a68de7d722407cb53986356604c2 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-10-07T14:45:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 diss Anderson Magno Chaves Cunha.pdf: 1201363 bytes, checksum: 86a3a68de7d722407cb53986356604c2 (MD5) Previous issue date: 2009 / Spin waves are collective excitations that occur in magnetic materials. In the ferromagnetic case, these collective excitations are the motion in phase of the spin precession in a magnetic crystal lattice, representing a magnetic crystal. This precession is caused by disturbances in the magnetic system under study, for example, a small change in temperature causes variation in the number of precessions system. This variation in temperature causes the precession of a magnetic dipole moment of which interacts with its neighbors, leading to a spread of the disturbance. This disturbance has wave character, and the same intensity for different neighbors next. These waves of spin can be observed by some experimental methods, such as: the inelastic neutron scattering, inelastic scattering of light including Raman and Brillouin scattering, to name a few. The importance of spin waves emerges clearly when magnetoelectronic devices are operated at high frequencies. This situation, the generation of spin waves can sing in a significant loss of energy of these systems, because the excitation of such waves consumes a small part of the energy of the system. Therefore, the generation of spin wave limits the width of line and the power factor, or quality, Q, of some microwave devices. Due to the application technologic, is major study spin waves in magnetics multilayer systems and systems of low dimensionality, because these systems are candidates for obtaining new electronic systems. Our goal here is to study the behavior of the spin waves in two-dimensional systems where the exchange interactions are random. Random exchange interactions imply that the resistance that the system requires changing the orientation of their magnetic dipole moments of are not the same line by line in the environment under study. The system is model by Heisenberg Hamiltonian where the spin operators are treated at low temperatures using the transformations of Holstein-Primakoff. We observed that the spectrum of spin waves changes significantly when compared to that without the random disturbance. / Ondas de spin são excitações coletivas que surgem em materiais magnéticos. No caso ferromagnético, essas excitações coletivas são o movimento em fase da precessão de todos os spins de uma rede cristalina, representando um cristal magnético. Essa precessão é causada por perturbações no sistema magnético em estudo, por exemplo, uma pequena variação na temperatura provoca variação no numero de precessões do sistema. Essa variação na temperatura provoca a precessão de um momento de dipolo magnético que interage com seus vizinhos levando a uma propagação dessa perturbação. Essa perturbação tem caráter ondulatório, e a mesma intensidade para diferentes vizinhos próximos. Essas ondas de spin podem ser observadas através de alguns métodos experimentais, tais como: espalhamento inelástico de nêutrons, espalhamento inelástico de luz incluindo espalhamento Raman e Brillouin, para citar alguns. A importância das ondas de spin surge claramente quando aparelhos magnetoeletrônicos são operados a altas frequências. Nessa situação a geração de ondas de spin pode ser um processo significante na perda de energia desses sistemas, pois a excitação de tais ondas consome uma pequena parte da energia do sistema. Portanto, a geração de ondas de spin limita a largura de linha e o fator de potˆencia ou qualidade Q de alguns aparelhos de microondas. Devido a essa aplicabilidade tecnológica, ´e importante estudar ondas de spin em sistemas de multicamadas magnéticas, e sistemas de baixa dimensionalidade, pois, tais sistemas são candidatos a obtenção de novos sistemas eletrônicos. Nosso objetivo aqui é estudar o comportamento de ondas de spin em sistemas bi-dimensionais onde as interações de troca são aleatórias. Interações de troca aleatórias implicam que a resistência que o sistema impõe a mudança da orientação dos seus momentos de dipolo magnético não são as mesmas de linha por linha do meio em estudo. O sistema é modelado através de um Hamiltoniano de Heisenberg onde os operadores de spin são tratados a baixas temperaturas usando as transformações de Holstein-Primakoff. Observamos que o espectro de ondas de spin varia significativamente quando comparado àquele sem a perturbação aleatória.

Tesis para optar al grado de Magíster en Ciencias, Mención Física / Se presenta un estudio sobre ondas de espín en arreglos de multicapas ferromagnéticas mediante un método nuevo. A diferencia de otras soluciones de este problema, este método puede aplicarse a configuraciones más generales, con campo magnético aplicado en forma oblicua al arreglo, en cualquier dirección de propagación y bajo diferentes condiciones de borde. El método está basado en los teoremas de Green-Extinción, y permite encontrar las frecuencias del sistema y la distribución espacial de los modos con facilidad. Existe acople entre películas producto de interacciones dipolares, y en algunos casos, por interacción de intercambio entre espines de películas contiguas, y además se considera pinning de espíns debido a anistropía magnetica uniaxial en la superficie de las películas. Dado que se asume invarianza translacional en el plano del sistema, el método permite obtener las frecuencias propias como la solución a un sistema lineal homogéneo de tamaño $6N\times 6N$, si el sistema está compuesto por $N$ películas. Se obtuvieron resultados numéricos para diferentes arreglos de películas, tanto en régimen magnetostático, como en dipolo-intercambio, los cuales fueron comparados con los encontrados en la bibliografía, se presentaron resultados teóricos nuevos, correspondientes al caso con campo magnético aplicado en forma oblicua, y también se comparó con algunos resultados experimentales. Se mostró que cuando el sistema es simétrico respecto de un plano central, las frecuencias son recíprocas bajo la inversión de la dirección de propagación, mientras que la forma de los modos es no recíproca, algo que anteriormente se le atribuía solo a los modos de Damon-Eshbach. El resolver sistemas de ondas de espín en arreglos de películas magnetizadas en forma oblicua, podría permitir verificar experimentalmente los mecanismos que actuan en las superficies, e interfaces de las películas del sistema / FONDECYT 1170781, CHILE, y Centro para el Desarrollo de la Nanociencia y la Nanotecnología CEDENNA B08807(CHILE)

LEITE FILHO, Raimundo Valmir. Impurezas Magnéticas em Ferromagnetos de Ising com Campo Transverso. 2005. 109 f. Tese (Doutorado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2005. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2015-06-23T18:17:55Z No. of bitstreams: 1 2005_tese_rvleitefilho.pdf: 656815 bytes, checksum: af381150f33bff4b9142c5eeef4e117b (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2015-06-23T21:06:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2005_tese_rvleitefilho.pdf: 656815 bytes, checksum: af381150f33bff4b9142c5eeef4e117b (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-23T21:06:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2005_tese_rvleitefilho.pdf: 656815 bytes, checksum: af381150f33bff4b9142c5eeef4e117b (MD5) Previous issue date: 2005 / A Green function formalism is used to calculate the spectrum of excitations associated with magnetic impurities implanted in a ferromagnetic thin film described by the transverse Ising model. Using the equations of motion method, explicit expressions for the Green function are determined for a ferromagnetic without impurities. The Green’s functions for a ferromagnetic film containing impurities are obtained through Dyson equation. We consider only the “defect” modes that appear below the bulk band of the pure material. In order to assess the influence of the position of the impurities in the film on the excitations spectra, we consider three different geometrical arrangement for the impurities: impurities line perpendicular to the surface film, four impurities in a plane paralel to the surface, and four impurities in a plane perpendicular to the surfaces of the film. We obtain results for the frequencies localized modes as a function of the exchange parameter between two impurities neighborings, of the exchange parameter between the impurities and their neighborings, and the effective field parameter at the impurities. / O formalismo de funções de Green é usado para calcular o espectro de excitações associados a impurezas magnéticas implantadas em um filme ferromagnético descrito pelo modelo de Ising com campo transverso. Através do método da equação de movimento expressões explícitas para as funções de Green são determinadas para um ferromagneto sem impurezas. A função de Green para um filme ferromagnético contendo impurezas é obtida através da equação de Dyson. O espectro de ondas de spin relativo ás impurezas é obtido para freqüências abaixo do limite inferior da banda de volume para um material puro. Com o objetivo de avaliar a influência da posição das impurezas no filme no espectro de excitações, consideramos três diferentes disposições geométricas para as impurezas: linha de impurezas perpendicular á superfície do filme, quatro impurezas em um plano paralelo `as superfícies e quatro impurezas em um plano perpendicular `as superfícies do filme. Obtemos resultados para a freqüência dos modos localizados como função do parâmetro de troca entre duas impurezas vizinhas, do parâmetro de troca entre as impurezas e seus vizinhos e do parâmetro de campo efetivo nas impurezas.

Submitted by Isaac Francisco de Souza Dias (isaac.souzadias@ufpe.br) on 2016-04-22T17:28:54Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO Wellington Moreira da Silva.pdf: 1184862 bytes, checksum: 9174a55ce0d6f3d7204587f06752d247 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-22T17:28:54Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO Wellington Moreira da Silva.pdf: 1184862 bytes, checksum: 9174a55ce0d6f3d7204587f06752d247 (MD5) Previous issue date: 2015-03-11 / FACEPE / O trabalho consiste no estudo de cadeias quânticas ferrimagnéticas associadas a compostos ferrimagnéticos quase-unidimensionais de spins mistos s − S, com s = 1/2 e S = 1. Estudamos as fases induzidas pela aplicação de um campo magnético, B, e efeitos de temperatura, T; em particular as excitações de baixa energia e as curvas de magnetização em função de B. A modelagem teórica e realizada através do hamiltoniano de Heisenberg com acoplamentos de superexchange antiferromagnéticos, J, entre sítios vizinhos e uniformes ao longo da cadeia. O estado fundamental e as excitações de baixa energia de sistemas finitos são obtidos através do m´método de ondas de spin não interagente (SW, do inglês Spin Wave) e interagente (ISW, do inglês Interacting Spin Wave), além do m´método de Lanczos de diagonalização exata; enquanto que as propriedades termodinâmicas são obtidas pelo M´método de Lanczos de Temperatura Finita (FTLM, do inglês Finite Temperature Lanczos Method) e analiticamente pela teoria ISW com a restrição de Takahashi adaptada para ferrimagnetos. Discutimos um modelo analítico efetivo para estudar o efeito de B nas propriedades t´térmicas da cadeia, além de analisar seu limite de validade comparando seus resultados com aqueles obtidos por FTLM. Esboçamos o diagrama de fases T −B do sistema, identi ficando os pontos críıtico-quânticos em T = 0 e as linhas de crossover em temperatura finita, em particular aquelas que limitam a fase Líquida de Luttinger do diagrama. / The work consists in the study of the spin 1=2 1 ferrimagnetic chains which are associated with quasi-one-dimensional ferrimagnetic compounds. We study the phases induced by a magnetic eld, B, and the e ect of temperature, T; in particular the magnetization curves as a function of B. The theoretical modeling is performed through the Heisenberg Hamiltonian with antiferromagnetic superexchange couplings ,J, between neighboring sites and uniform along the chain. The ground state and the low energy excitations of nite systems are calculated through not interaction Spin Wave (SW) and Interacting Spin Wave (ISW) methods, beyond the Lanczos exact diagonalization method, while the thermodynamic properties are obtained throguh the Finite Temperature Lanczos Method (FTLM ) and analitycally by ISW theory with the Takahashi restriction adaptated for ferrimagnets. We discuss a analitycal effetive model to study the e ect of B in the termical properties of the chain, beyond to analyse your limit of validity comparing theirs resuts with those obtained by FTLM. We sketh the phase diagram T B of the system, identifying the quantum critical points in T = 0 and the crossover lines in nite temperature, in particular those that limit the phase Luttinger liquid of the diagram

FREIRE, M. de M. Teoria de funções de Green para uma impureza isolada localizada intersticialmente em sistemas ferromagnéticos. 2017. 140 f. Tese (Doutorado em Física) – Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. / Submitted by Giordana Silva (giordana.nascimento@gmail.com) on 2017-04-03T22:07:25Z No. of bitstreams: 1 2017_tese_mdmfreire.pdf: 7628225 bytes, checksum: e3a2dea720868776f72333124b7437b6 (MD5) / Approved for entry into archive by Giordana Silva (giordana.nascimento@gmail.com) on 2017-04-03T22:08:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_tese_mdmfreire.pdf: 7628225 bytes, checksum: e3a2dea720868776f72333124b7437b6 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-03T22:08:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_tese_mdmfreire.pdf: 7628225 bytes, checksum: e3a2dea720868776f72333124b7437b6 (MD5) Previous issue date: 2017 / A Green’s function formalism is used to calculate the expectrum of excitations associated with an interstitial magnetic impurity in different ferromagnetic structures described by the Ising and Heisenberg models. In the chapter 3 the non-resonant excitations of the system due to impurity (i.e, the defect modes outside the region of the bulk and surface spin waves) and the resonant excitations (the defect modes inside the region of the bulk and surface spin waves) are calculated numerically for the high-temperature phase. Two situations are analysed, depending on the position of the impurity: the impurity is on the surface (N = 1) and the impurity is in the bulk region (N ≥ 2). In the others chapters we use the model Ising/Heisenberg (where we can go from Heisenberg model to Ising model, by controlling the value of a parameter λ) to describe the following systems: ferromagnet with an infinite square lattice (Chap. 4), ferromagnet with an infinite face-centered square lattice (Chap. 5), ferromagnet with an infinite body-centered cubic lattice (Chap. 6) and ferromagnet with an infinite honey-comb lattice (Chap. 7), all the systems with a magnetic interstitial impurity. For the first tree cases, only the optical defect modes are calculated, and for the last one, only the acoustic modes are calculated. / Um formalismo da função de Green é usado para calcular o espectro de excitações associadas com uma impureza magnética localizada intersticialmente em diferentes estruturas ferromagnéticas descritas pelo modelo de Ising e de Heisenberg. No capítulo 3, descrevemos um ferromagneto de rede cúbica simples semi-infinita através do modelo de Ising. Neste caso, as excitações não-ressonantes (isto é, os modos de defeito fora da região das ondas de spin de volume e de superfície) e as excitações ressonantes (os modos de defeito dentro da região das ondas de spin de volume) são calculadas numericamente para a fase de alta-temperatura. Duas situações são analisadas, dependendo da posição da impureza em relação a seus vizinhos: a impureza está na superfície; a impureza está na região de volume. Nos demais capítulos, usamos o modelo de Heisenberg/Ising (onde passamos do modelo de Heisenberg para o de Ising através do controle de um parâmetro) para descrever os seguintes sistemas: ferromagneto de rede quadrada infinita (capítulo 4), ferromagneto de rede quadrada centrada infinita (capítulo 5), ferromagneto de rede cúbica de corpo centrado infinita (capítulo 6) e rede favo de mel infinita (capítulo 7), todos contendo uma impureza magnética localizada intersticialmente. Nos três primeiros casos, são calculados apenas os modos de defeito acima da banda de volume do material puro (modos ópticos). No capítulo 7, são analisados apenas os modos de defeito abaixo da banda de volume do material puro (modos acústicos).

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Ondas de spin sÃo excitaÃÃes coletivas que surgem em materiais magnÃticos. No caso ferromagnÃtico, essas excitaÃÃes coletivas sÃo o movimento em fase da precessÃo de todos os spins de uma rede cristalina, representando um cristal magnÃtico. Essa precessÃo à causada por perturbaÃÃes no sistema magnÃtico em estudo, por exemplo, uma pequena variaÃÃo na temperatura provoca variaÃÃo no numero de precessÃes do sistema. Essa variaÃÃo na temperatura provoca a precessÃo de um momento de dipolo magnÃtico que interage com seus vizinhos levando a uma propagaÃÃo dessa perturbaÃÃo. Essa perturbaÃÃo tem carÃter ondulatÃrio, e a mesma intensidade para diferentes vizinhos prÃximos. Essas ondas de spin podem ser observadas atravÃs de alguns mÃtodos experimentais, tais como: espalhamento inelÃstico de neutrons, espalhamento inelÃstico de luz incluindo espalhamento Raman e Brillouin, para citar alguns. A importÃncia das ondas de spin surge claramente quando aparelhos magnetoeletrÃnicos sÃo operados a altas frequÃncias. Nessa situaÃÃo a geraÃÃo de ondas de spin pode ser um processo significante na perda de energia desses sistemas, pois a excitaÃÃo de tais ondas consome uma pequena parte da energia do sistema. Portanto, a geraÃÃo de ondas de spin limita a largura de linha e o fator de potÃncia ou qualidade Q de alguns aparelhos de microondas. Devido a essa aplicabilidade tecnolÃgica, à importante estudar ondas de spin em sistemas de multicamadas magnÃticas, e sistemas de baixa dimensionalidade, pois, tais sistemas sÃo candidatos a obtenÃÃo de novos sistemas eletrÃnicos. Nosso objetivo aqui à estudar o comportamento de ondas de spin em sistemas bi-dimensionais onde as interaÃÃes de troca sÃo aleatÃrias. InteraÃÃes de troca aleatÃrias implicam que a resistÃncia que o sistema impÃe a mudanÃa da orientaÃÃo dos seus momentos de dipolo magnÃtico nÃo sÃo as mesmas de linha por linha do meio em estudo. O sistema à modelado atravÃs de um Hamiltoniano de Heisenberg onde os operadores de spin sÃo tratados a baixas temperaturas usando as transformaÃÃes de Holstein-Primakoff. Observamos que o espectro de ondas de spin varia significativamente quando comparado Ãquele sem a perturbaÃÃo aleatÃria.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / FundaÃÃo de Amparo à Pesquisa do Estado do Cearà / O formalismo de funÃÃes de Green à usado para calcular o espectro de excitaÃÃes associados a impurezas magnÃticas implantadas em um filme ferromagnÃtico descrito pelo modelo de Ising com campo transverso. AtravÃs do mÃtodo da equaÃÃo de movimento expressÃes explÃcitas para as funÃÃes de Green sÃo determinadas para um ferromagneto sem impurezas. A funÃÃo de Green para um filme ferromagnÃtico contendo impurezas à obtida atravÃs da equaÃÃo de Dyson. O espectro de ondas de spin relativo Ãs impurezas à obtido para freqÃÃncias abaixo do limite inferior da banda de volume para um material puro. Com o objetivo de avaliar a influÃncia da posiÃÃo das impurezas no filme no espectro de excitaÃÃes, consideramos trÃs diferentes disposiÃÃes geomÃtricas para as impurezas: linha de impurezas perpendicular à superfÃcie do filme, quatro impurezas em um plano paralelo `as superfÃcies e quatro impurezas em um plano perpendicular `as superfÃcies do filme. Obtemos resultados para a freqÃÃncia dos modos localizados como funÃÃo do parÃmetro de troca entre duas impurezas vizinhas, do parÃmetro de troca entre as impurezas e seus vizinhos e do parÃmetro de campo efetivo nas impurezas. / A Green function formalism is used to calculate the spectrum of excitations associated with magnetic impurities implanted in a ferromagnetic thin film described by the transverse Ising model. Using the equations of motion method, explicit expressions for the Green function are determined for a ferromagnetic without impurities. The Greenâs functions for a ferromagnetic film containing impurities are obtained through Dyson equation. We consider only the âdefectâ modes that appear below the bulk band of the pure material. In order to assess the influence of the position of the impurities in the film on the excitations spectra, we consider three different geometrical arrangement for the impurities: impurities line perpendicular to the surface film, four impurities in a plane paralel to the surface, and four impurities in a plane perpendicular to the surfaces of the film. We obtain results for the frequencies localized modes as a function of the exchange parameter between two impurities neighborings, of the exchange parameter between the impurities and their neighborings, and the effective field parameter at the impurities.

Doctora en Ciencias, Mención Física / El objetivo general de este trabajo es estudiar la dinámica de la magnetización, tanto en el régimen lineal como no lineal, de la capa ferromagnética libre de una estructura nanopilar, cuando se inyecta una corriente polarizada en spin. Para ello, se desarrolla un modelo que utiliza un método alternativo a las simulaciones micromagnéticas usuales, siguiendo un formalismo Hamiltoniano estándar. La capa libre corresponde a un disco de un material ferromagnético suave (específicamente permalloy), de sección circular, y se aplica un campo magnético paralelo al plano que determina una magnetización de equilibrio cuasi-uniforme en su misma dirección. Si la corriente continua supera un cierto umbral, se excitan las ondas de spin y es posible observar auto-oscilaciones de la magnetización. En particular, se estudia la estabilidad de la auto-oscilación del modo que es excitado a la menor corriente crítica, considerando dos versiones del modelo: una que incluye los efectos del borde del disco, y otra que no. Además, se estudia la dinámica lineal de las ondas de spin bajo corrientes alternas. Esta tesis se organiza de la siguiente manera. En la introducción se exponen de manera resumida la motivación, los objetivos y la metodología a utilizar. El capítulo 1, que corresponde al marco teórico, introduce los conceptos básicos para comprender el problema en cuestión. En el capítulo 2 se presenta en detalle el modelo, basado en un formalismo Hamiltoniano, el cual se utiliza para estudiar la dinámica de la magnetización. En el capítulo 3 se estudia la estabilidad de la auto-oscilación del modo con corriente crítica más baja, que corresponde al modo uniforme o macro-spin. Se considera que la capa libre es muy delgada, lo cual permite aproximar el campo demagnetizante al de un plano infinito, y se determina la corriente continua crítica por sobre la cual es posible observar la auto-oscilación del modo uniforme. Luego, se determinan los modos normales de oscilación de la magnetización no uniformes y se estudia la interacción entre la auto-oscilación del modo uniforme con los modos no uniformes. Se determina cuándo comienza el crecimiento exponencial de los modos no uniformes, lo cual permite conocer el rango del espacio de parámetros donde sólo existe la oscilación del modo macro-spin de manera aislada. En el capítulo 4 se introducen los efectos que tienen los bordes del disco, considerando el campo demagnetizante completo. Primero se determina la magnetización de equilibrio que ya no es uniforme. Luego se estudian los modos normales de oscilación de un disco ferromagnético con un campo aplicado en el plano, determinándose sus formas y frecuencias. En el capítulo 5 se estudia la excitación de las ondas de spin del capítulo anterior, mediante la inyección de una corriente continua, y se determina la corriente crítica necesaria para observar auto-oscilaciones de la magnetización. Luego, se determina la región del espacio de parámetros en la cual es posible observar un sólo modo auto-oscilando. En el capítulo 6, se considera que la corriente continua es menor a la corriente crítica y se le agrega una componente alterna. Se estudia la excitación de modos normales bajo este forzamiento: se consideran los efectos del campo de Oersted y la componente perpendicular del torque por transferencia de spin, y se estudian resonancias directas y paramétricas. Finalmente se presenta una sección de conclusiones. / Este trabajo ha sido parcialmente financiado por Becas Conicyt 2012 folio núm. 21120160, CEDENNA y FONDECYT N° 1130192

Magíster en Ciencias, Mención Física. Ingeniero Civil Matemático / Los skyrmions son texturas magnéticas las cuales poseen propiedades que las hacen el objeto de estudio de diversas areas de la física teórica, matemática, nanotecnología, etc. Una de ellas es su protección topológica y estabilidad. En éste contexto es de mucha importancia el estudiar las pequeñas fluctuaciones en torno al skyrmion, las cuales se conocen como ondas de spin o campo de magnones [10]. En esta tésis, estudiaremos la dinámica conjunta del sistema skyrmion-magnones en, en contraste con la literatura, donde típicamente son consideradas como independientes. Específicamente veremos como la dinámica propia del skyrmion genera ondas de spin, y como estas a su vez afectan al skyrmion en forma de reacción de radiación. Estudiaremos además el origen de la masa de los skyrmion. Por otra parte, actualmente los skyrmions son de mucho interés en el posible nuevo desarrollo de circuitos lógicos, en los cuales los skirmions representan bits binarios [31]. De ésta manera el estudio de la aniquilación de un skyrmions es de suma importancia. Estudiaremos el problema de la explosión de un skymion (blow up) y derivaremos la dynamica de la explosión con la consecuente emisión de ondas de spin en forma de radiación. / Este trabajo ha sido parcialmente financiado por Proyecto Fondecyt N° 1150072 and Center for the Development of Nanoscience and Nanotechnology CEDENNA FB0807