Este estudo foi feito para identificar as poss´ıveis configura¸c˜oes de paredes tipo N´eel mod- ificada induzida em um AF vicinal com apenas uma fronteira com acoplamento F/AF, LT ≫ W , em fun¸c˜ao do acoplamento AF. Identificamos como a vizinhan¸ca da parede ´e
influenciada pelo campo dipolar da parede.
As poss´ıveis configura¸c˜oes magn´eticas da parede de dom´ınio de uma fita comprida em fun¸c˜ao do campo de acoplamento com o substrato AF para o Ferro e para o Permalloy s˜ao mostradas nas figuras 4.3 e 4.4. Para isso iniciamos todos os momentos magn´eticos formando uma parede transversa e calculamos as configura¸c˜oes magn´eticas para cada campo de interface e para cada largura, repetindo o procedimento e caracterizando cada parede formada em fun¸c˜ao da largura e do acoplamento AF. Alguns destes modos de magnetiza¸c˜ao s˜ao encontrados em fitas de Permalloy em fun¸c˜ao da espessura e largura[39, 38] em sistemas desacoplados.
Na figura 4.3 temos as poss´ıveis paredes de dom´ınios encontradas no na fita de Ferro em fun¸c˜ao da largura da fita e do acoplamento na ausˆencia de campo externo. Podemos identificar cinco tipos de paredes de magnetiza¸c˜ao inicial que podem ser vistos de forma esquem´atica na figura 4.5: Transversa, V´ortice, Transversa Assim´etrica, Assim´etrica e
Modifica¸c˜oes das Paredes Transversas. Nosso sistema apresenta acoplamento de interface nos dois terra¸cos confinando a parede na fronteira entre os terra¸cos. E temo consequente- mente a espessura da parede diminu´ıda com o aumento do acoplamento AF sem campo externo aplicado.
Figura 4.3: Diagrama de tipo de paredes polares ou paredes de N´eel modificada em uma fita de ferro com espessura 10 nm e largura Ly em fun¸c˜ao do campo de acoplamento de interface HJ. Temos a forma¸c˜ao de dois dom´ınios separados por uma parede que pode
assumir algumas formas conforme indicado na figura 4.5.
Dentre os estados poss´ıveis de PDs o Permalloy n˜ao apresenta a parede v´ortice como podemos ver na figura 4.4. A principal raz˜ao ´e a baixa magnetiza¸c˜ao de satura¸c˜ao do Py em rela¸c˜ao a do Fe conforme tabela 2.1. Ainda tem o efeito do AF que confina a parede e favorece a parede transversa e suas varia¸c˜oes. Observa-se tamb´em que os campos de acoplamento para nuclea¸c˜ao de paredes diferentes da transversa do diagrama do Py s˜ao menores que os do Fe. O diagrama do Fe tem HIN T m´ınimo igual ao m´aximo do Py
usado por n´os. Dentre outros fatores a baixa anisotropia uniaxial que facilita a forma¸c˜ao das paredes bem como os baixos efeitos dipolares, pois as paredes geram uma carga de superf´ıcie em suas extremidades. Estas raz˜oes ilustram os baixos campos para a nuclea¸c˜ao
o Ferro HIN T ≈ 0, 23 kOe. Logo v´arios fatores influenciam a forma¸c˜ao destas paredes
tornando este sistema complexo com respeito aos n´umeros de campos: troca, Zeeman, dipolar, de interface AF e anisotropia.
Figura 4.4: Diagrama de tipo de paredes polares ou paredes de N´eel modificada em uma fita de permalloy com espessura 10nm e largura Ly em fun¸c˜ao do campo de acoplamento de interface HJ. Temos a forma¸c˜ao de dois dom´ınios separados por uma parede que pode
assumir algumas formas conforme indicado na figura 4.5.
Algumas das paredes da figura 4.5 encontradas em nossas fitas ferromagn´eticas n˜ao- acopladas: transversa, transversa assim´etrica e v´ortice, s˜ao encontradas na literatura [9, 38, 39]. Devido ao acoplamento de interface que imp˜oe a presen¸ca da parede, podem surgir paredes com outras configura¸c˜oes em fun¸c˜ao da Largura (W ) e do acoplamento (HIN T). Para baixo campo de interface comparado com a parede: transversa modificada
que tem sua forma de“V”alterada pelo campo de interface formando uma esp´ecie de multivˆes pelo confinamento imposto pelo acoplamento de interface em fitas com largura superior a 360 nm no Fe e no Py. J´a a parede assim´etrica se d´a para largura superior a 300 nm no Fe e 320 nm no Py e ao baixo campo de interface que diminui a imposi¸c˜ao da
Figura 4.5: Modos de magnetiza¸c˜ao para campo nulo de uma parede tipo N´eel modificada em fun¸c˜ao do campo de interface.
forma¸c˜ao de uma parede transversa cl´assica.
No estudo das paredes com ambas as quiralidades teremos a sequˆencia de paredes, quando nucleadas, conhecidas na literatura como head-to-head e tail-to-tail [39, 38]. A figura 4.6 apresenta o perfil destes dois tipos de paredes. A primeira apresenta um formato de “V”, com a parte aberta do “V”na dire¸c˜ao da magnetiza¸c˜ao da parede. A segunda ´e o oposto. O diagrama de cores indica a componente horizontal do campo dipolar, mostrando como a parede influencia sua vizinhan¸ca. Este formato produz paredes com diferentes larguras ao longo de seu eixo. Na parte inferior do “V”a parede ´e estreita e na parte superior mais larga. Por´em esta conforma¸c˜ao n˜ao ´e bem assim; foi observado que h´a uma pequena diminui¸c˜ao na parte superior do “V”, principalmente para fitas largas, ocorrendo tamb´em multivˆes. Este “V”pode ser observado na figura 4.7, a parede ´e mais larga no seu centro que nas bordas da fita.
Usamos o centro da parede, na fronteira do terra¸co, para calcular a sua largura ao longo de cada linha de c´elula de simula¸c˜ao. Para isso usamos a aproxima¸c˜ao:
Figura 4.6: Configura¸c˜ao magn´etica de paredes de dom´ınios tipo head-to-head e tail-to- tail. As cores indicam a componente vertical do campo dipolar local em kOe.
LP D =
πd
θ(LT + d) − θ(LT)
(4.3)
Onde d ´e o tamanho da c´elula de simula¸c˜ao igual a 10 nm e a diferen¸ca entre os ˆangulos da magnetiza¸c˜ao na fronteira do terra¸co representado pelas posi¸c˜oes LT + d e LT ´e a
derivada desta varia¸c˜ao. E π ´e a diferen¸ca da magnetiza¸c˜ao da parede. A figura 4.7 mostra a varia¸c˜ao do comprimento da PD ao longo do seu eixo longitudinal. H´a uma conformidade entre a parte superior e inferior da parede. E uma grande varia¸c˜ao da largura da parede ao longo do seu eixo, para o ferro de 15 nm at´e 70 nm e de 15 nm at´e 25 nm para o Py. Esta largura ´e mais uniforme para o Ferro uma vez que apresenta varia¸c˜oes 500% e o P y o 300%. No detalhe `a direita ilustramos a id´eia guia para o uso da equa¸c˜ao 4.3 do c´alculo do comprimento da parede, a partir do perfil do centro da parede mostrando
Figura 4.7: Perfil da largura da parede (W) calculado a partir da equa¸c˜ao 4.3 para o Ferro e para o Permalloy. No detalhe temos o c´alculo da largura da parede a partir do perfil magn´etico do seu centro.
ser esta uma boa aproxima¸c˜ao, que j´a foi usada no c´alculo do parˆametro largura da parede de dom´ınio em fun¸c˜ao da anisotropia e do exchange no Cap´ıtulo 2.