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Previous issue date: 2010-02-24 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / We report a theoretical investigation of thermal hysteresis in magnetic nanoelements. Thermal hysteresis originates in the existence of meta-stable states in temperature intervals
which may be tuned by small values of the external magnetic field, and are controlled by the systems geometric dimensions as well as the composition. Two systems have been investigated. The first system is a trilayer consisting of one antiferromagnetic MnF2 film, exchange coupled with two Fe lms. At low temperatures the ferromagnetic layers are oriented in opposite directions. By heating in the presence of an external magnetic field, the Zeeman energy induces a gradual orientation of the ferromagnets with the external field and the nucleation of spin- op-like states in the antiferromagnetic layer, leading
eventually, in temperatures close to the Neel temperature, to full alignment of the ferromagnetic films and the formation of frustrated exchange bonds in the center of the antiferromagnetic layer. By cooling down to low temperatures, the system follows a different sequence of states, due to the anisotropy barriers of both materials. The width of the thermal hysteresis loop depends on the thicknesses of the FM and AFM layers as well as on the strength of the external field. The second system consists in Fe and Permalloy ferromagnetic nanoelements exchange coupled to a NiO uncompensated substrate. In this case the thermal hysteresis originates in the modifications of the intrinsic magnetic / Relatamos um estudo de histerese t?rmica em sistemas magn?ticos nanoestruturados. A histerese t?rmica se origina da exist?ncia de estados meta-est?veis em intervalos de temperatura que s?o control?veis pelas dimens?es f?sicas e composi??o do sistema magn?tico
e pelo valor do campo magn?tico externo. Dois sistemas s?o investigados. O primeiro sistema consiste de uma tricamada contendo um filme antiferromagn?tico de MnF2 com intera??o de troca de interface com dois filmes ferromagn?ticos de Fe. Em baixa temperatura os dois filmes ferromagn?ticos t?m magnetiza??o em dire??es opostas. Ao aquecer o sistema em presen?a de campo magn?tico externo a energia Zeeman se sobrep?e a ordem magn?tica do filme de MnF2 induzindo uma orienta??o progressiva dos filmes ferromagn?ticos com o campo externo, e a forma??o de estados com spins fora da dire??o f?cil
(spin flop) no material antiferromagn?tico, evoluindo para alinhamento dos filmes ferromagn?ticos em temperaturas ao redor da temperatura de N?el, com a forma??o de liga??es com frustra??o da energia de troca no centro do filme antiferromagn?tico. Ao resfriar o sistema segue uma sequ?ncia diferente de estados devido a barreira de anisotropia dos materiais. A largura da histerese t?rmica depende da espessura dos filmes e da intensidade do campo magn?tico externo. O segundo sistema estudado consiste de nanoelementos de Fe e Permalloy em substratos n?o-compensados de NiO. Nesse caso a histerese t?rmica se origina nas modifica??es, impostas pelo acoplamento de troca na interface, na ordem magn?tica intr?nseca do nanolemento ferromagn?tico. Ao aquecer al?m da temperatura de N?el, o nanoelemento se ajusta gradualmente ao padr?o magn?tico imposto pelo seu pr?prio campo dipolar e, no processo de resfriamento pode seguir uma sequ?ncia diferente
de fases magn?ticas devido a barreira imposta por sua alta anisotropia de forma. Mostramos que histerese t?rmica ? mais prov?vel em nanoelementos de Fe, devido ao valor elevado da magnetiza??o de satura??o, e para nanoelementos de base quadrada, com
dimens?es laterais ao redor de 100nm, devido a possibilidade de nuclea??o de v?rtices. Comentamos no poss?vel impacto de histerese t?rmica no funcionamento de c?lulas de tunelamento, usadas em mem?rias magn?ticas de acesso aleat?rio
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufrn.br:123456789/18585 |
| Date | 24 February 2010 |
| Creators | Silva, Maria das Gra?as Dias da |
| Contributors | CPF:33014419704, http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4787041Z8, Dantas, Ana L?cia, CPF:78604303472, http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4728637D6, Medeiros, Suzana N?brega de, CPF:78609801420, http://lattes.cnpq.br/2148858591663240, Carri?o, Artur da Silva |
| Publisher | Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Programa de P?s-Gradua??o em F?sica, UFRN, BR, F?sica da Mat?ria Condensada; Astrof?sica e Cosmologia; F?sica da Ionosfera |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFRN, instname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte, instacron:UFRN |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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