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Previous issue date: 2017-04-03 / Nesta tese estudamos a influência de segundos vizinhos na termodinâmica e na dinâmica de redes de skyrmions. Na primeira parte usamos técnicas de Monte Carlo para estudar a termodinâmica de redes de spins quadradas com interações quirais. Como principal resultado, através do cálculo do calor especı́fico, da susceptibilidade magnética longitudinal e do número de skyrmions na rede, obtivemos o diagrama de fase, interação de Dzyaloshinskii-Moriya entre segundos vizinhos versus campo magnético, para diferentes intensidades de interações de troca entre segundos vizinhos. Além de reproduzir resultados da literatura, quando as interações com os segundos vizinhos é zero, nossos resultados mostram que sistemas com interações antiferromagnéticas mais fortes, entre segundos vizinhos, apresentam a fase skyrmiônica num intervalo maior de campo magnético. Essas interações podem fornecer ainda outras contribuições importantes, como alteração no perı́odo dos estados helicais e parâmetro de rede das redes de skyrmions, bem como influenciam diretamente o raio dos skyrmions. Na segunda parte desta tese estudamos a evolução temporal de redes de skyrmions na presença de cor- rentes polarizadas de spins, na rede limpa e com vacâncias, utilizando as equações de Landau-Lifshitz-Ginzburg. Nossos estudos apontam que sistemas com uma concen- tração grande de impurezas (1%) atrapalham o deslocamento dos skyrmions, atuando como forças de “pinning”, podendo levar à destruição de skyrmions alterando a forma hexagonal original da rede. Além disso, detectamos uma velocidade transversal à cor- rente aplicada, que corresponde à uma contribuição de origem topológica ao efeito Hall, ligeiramente maior para os sistemas em que a interação com segundos vizinhos é maior, indicando que em tais sistemas possa ser mais fácil a detecção de tal efeito. / In this thesis we have studied the influence of second neighbors in thermodynamics and dynamics of skyrmions lattices. In the first part we have investigated skyrmion lattices and helical states in two-dimensional chiral magnets. We have performed Monte Carlo simulations and considered the Heisenberg exchange and DM interactions until second neighbor. Beyond reproduce previous studies, where second neighbours interactions are taken to be zero, these new terms induce very different and interesting effects on the helical and skyrmion phases as compared to the usual studies which consider only first neighbor interactions. Orientations and dimensions of the stripes can be changed drastically as second neighbors interactions intensity are varied (for the same external magnetic field). On the other hand, the shapes of the skyrmion crystals are also strongly affected by these new couplings as skyrmions change their sizes, positions and so on. The main aim was to find a phase diagram Dzyaloshinskii-Moriya interaction versus magnetic field for some values of exchange interaction between second neighbors. These diagrams show different windows for skyrmion lattices and, in addition, they emphasises that the antiferromagnetic interactions between second neighbors favour skyrmion crystals with small skyrmion lattice constant. In the second part of this thesis, we have studied the lattice time evolution in the presence of polarized spin currents, with and without vacancies. We have used Runge-Kutta fourth order to solve the Landau-Ginzburg-Lifshitz’s equation for our systems. Our studies indicate that big concentrations of impurities hamper skyrmion movement, acting like pinning forces, which can lead to de destruction of skyrmions, changing original hexagonal skyrmion lattice. We have detected a transversal velocity, that is a contribution with topological origin to Hall effect, slightly bigger for systems with bigger second neighbor interactions, indicating that in such systems contributions to topological Hall effect would be more easy to be detected.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:localhost:123456789/11854 |
| Date | 03 April 2017 |
| Creators | Oliveira, Erika Aparecida da Silva |
| Contributors | Melo, Winder Alexander de Moura, Silva, Ricardo Lopes da, Pereira, Afranio Rodrigues |
| Publisher | Universidade Federal de Viçosa |
| 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 UFV, instname:Universidade Federal de Viçosa, instacron:UFV |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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