Histerese t_ermica de sistemas magn_eticos nanoestruturados / Histerese t_ermica de sistemas magn_eticos nanoestruturados

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2010

RESUMO

Relatamos um estudo de histerese termica em sistemas magneticos nanoestruturados. A histerese termica se origina da exist^encia de estados meta-estaveis em intervalos de temperatura que s~ao controlaveis pelas dimens~oes fsicas e composic~ao do sistema magnetico e pelo valor do campo magnetico externo. Dois sistemas s~ao investigados. O primeiro sistema consiste de uma tricamada contendo um lme antiferromagnetico de MnF2 com interac~ao de troca de interface com dois lmes ferromagneticos de Fe. Em baixa temperatura os dois lmes ferromagneticos t^em magnetizac~ao em direc~oes opostas. Ao aquecer o sistema em presenca de campo magnetico externo a energia Zeeman se sobrep~oe a ordem magnetica do lme de MnF2 induzindo uma orientac~ao progressiva dos lmes ferromagn eticos com o campo externo, e a formac~ao de estados com spins fora da direc~ao facil (spin op) no material antiferromagnetico, evoluindo para alinhamento dos lmes ferromagn eticos em temperaturas ao redor da temperatura de Neel, com a formac~ao de ligac~oes com frustrac~ao da energia de troca no centro do lme antiferromagnetico. Ao resfriar o sistema segue uma sequ^encia diferente de estados devido a barreira de anisotropia dos materiais. A largura da histerese termica depende da espessura dos lmes e da intensidade do campo magnetico externo. O segundo sistema estudado consiste de nanoelementos de Fe e Permalloy em substratos n~ao-compensados de NiO. Nesse caso a histerese termica se origina nas modicac~oes, impostas pelo acoplamento de troca na interface, na ordem magnetica intrnseca do nanolemento ferromagnetico. Ao aquecer alem da emperatura de Neel, o nanoelemento se ajusta gradualmente ao padr~ao magnetico imposto pelo seu proprio campo dipolar e, no processo de resfriamento pode seguir uma sequ^encia diferente de fases magneticas devido a barreira imposta por sua alta anisotropia de forma. Mostramos que histerese termica e mais provavel em nanoelementos de Fe, devido ao valor elevado da magnetizac~ao de saturac~ao, e para nanoelementos de base quadrada, com dimens~oes laterais ao redor de 100nm, devido a possibilidade de nucleac~ao de vortices. Comentamos no possvel impacto de histerese termica no funcionamento de celulas de tunelamento, usadas em memorias magneticas de acesso aleatorio.

ASSUNTO(S)

histerese térmica sistemas magnéticos nanoestruturados magnetism thermal hysteresis nanostructured magnetic systems fisica

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