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Previous issue date: 2013-12-18 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O entendimento dos processos que envolvem a magnetização de ferromagnetos torna-se cada
vez mais necessário frente às recentes aplicações tecnológicas em mídias magnéticas, cabeças
de leitura e escrita e MRAMs. O estudo de nanofios magnéticos revela a presença de paredes
de domínios do tipo vórtice ou transversal que podem ser transportadas para diferentes regiões
sem deformação, tendo assim um grande potencial para aplicações tecnológicas. A manipulação
da parede de domínio no nanofio é feita através da aplicação de campos magnéticos ou
correntes de spin-polarizado. Controlar o movimento das paredes de domínio nos nanofios
magnéticos é fundamental a sua aplicabilidade em tecnologias de memórias e dispositivos lógicos.
Neste trabalho, usando simulações numéricas, apresentamos um estudo da dinâmica da
parede de domínio transversal “head-to-head” em nanofios magnéticos de Permalloy-79. Em
nossas simulações os nanofios são modelados por uma hamiltoniana que leva em consideração
a interação de troca e a interação dipolar, e a dinâmica do sistema é regida pelas equações de
Landau-Lifshitz-Gilbert. A parede de domínio se move sob a ação de pulsos de campo magnético
aplicado na direção do eixo do nanofio. Desta forma, analisamos a influência da espessura
e largura do nanofio e da amplitude de campo magnético no valor da velocidade da parede
de domínio. Propomos a inclusão de uma impureza magnética pela alteração da constante de
troca J para J0 entre o sítio com a impureza magnética e seus vizinhos. A impureza magnética
pode se comportar como um sítio de aprisionamento da parede de domínio ou como um sítio
de espalhamento, dependendo da variação da constante de troca J0 em relação ao seu valor de
referência J. Este comportamento pode ser de grande interesse no controle da posição da parede
de domínio. Estudamos o comportamento do potencial de interação entre a impureza e a parede
de domínio. Variando-se a posição da impureza percebemos que a energia de interação aumenta
quando ela se encontra próxima ao polo sul da parede de domínio transversal, favorecendo o
aprisionamento ou a repulsão da parede. Observamos que a impureza magnética afeta a velocidade
da parede de domínio. Realizamos um estudo sobre o campo magnético necessário para a
liberação de uma parede de domínio que se encontra aprisionada em uma impureza magnética.
Estabelecemos uma relação entre este campo magnético e a largura do nanofio. Observamos
também que sob a aplicação de um pulso de campo magnético acima do campo de Walker, a
parede de domínio pode inverter sua polaridade ao atingir a impureza e inverter o sentido de sua
propagação. Nossos resultados mostram que uma potencial aplicação tecnológica em dispositivos
de memória pode ser o uso de impurezas magnéticas inseridas litograficamente em nanofios
magnéticos para o controle da posição das paredes de domínio. / The understanding of the processes involving the magnetization of ferromagnets becomes increasingly
necessary in the face of recent technological applications in magnetic media, reading
and writing heads and MRAMs. The study of magnetic nanowires reveals the presence of
vortex domain walls or transverse domain walls that can be transported to different regions
without deformation, generating a great potential for technological application. The domain
wall manipulation in the nanowire is made by applying a magnetic field or spin-polarized current.
Controlling the movement of domain walls in magnetic nanowires is fundamental to its
applicability in memory technologies and logic devices. In this work, using numerical simulations,
we present a study of the dynamics of the “head-to-head” transverse domain wall in
magnetic nanowires made of Permalloy-79. In the simulations the nanowires are modeled by
a Hamiltonian that takes into account the exchange interaction and dipolar interaction and the
dynamics of the system is governed by Landau-Lifshitz-Gilbert equations. The domain wall
moves under the influence of pulses of magnetic field. Thus, we analyzed the influence of the
thickness and width of the nanowire and the amplitude of the magnetic field in the domain wall
velocity. We propose the inclusion of a magnetic impurity by changing the exchange constant
J to J0 between a site with impurity and its neighbors. The magnetic impurity can behave like a
pinning or scattering site to the domain wall depending on the variation of the exchange constant
J0 in relation to the value of reference J. This behavior can be of great interest to control
the position of the domain wall. We studied the behavior of the interaction potential between
impurity and domain wall. Varying the position of the impurity we observed that the interaction
energy increases when it is near to the south pole of the domain wall favoring the pinning or
scattering of the wall. We observed that the magnetic impurity affects the domain wall velocity.
We performed a study of the magnetic field required for depinning the domain wall which is
pinned to a magnetic impurity. We established a relation between the depinning magnetic field
and the width of the nanowire. We also observed that under the influence of a pulse of magnetic
field above the Walker field the domain wall can reverse its polarity when achieving attractive
impurity and reverse the direction of propagation. We believe that a potential technological
application in memory devices can be the use of magnetic impurities lithographically inserted
in magnetic nanowires to control the positions of the domain walls.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:hermes.cpd.ufjf.br:ufjf/1075 |
| Date | 18 December 2013 |
| Creators | Ferreira, Vanessa Aparecida |
| Contributors | Leonel, Sidiney de Andrade, Coura, Pablo Zimermann, Bohn, Felipe, Costa, Bismarck Vaz da, Sato, Fernando, Abreu, Everton Murilo Carvalho de, Dias, Rodrigo Alves |
| Publisher | Universidade Federal de Juiz de Fora, Programa de Pós-graduação em Física, UFJF, Brasil, ICE – Instituto de Ciências Exatas |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFJF, instname:Universidade Federal de Juiz de Fora, instacron:UFJF |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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