Implications for astrobiology

Foi mostrado que a nuclea¸c˜ao de v´ortice ´e mais presente em nanoelementos fabricados com materiais com maior magnetiza¸c˜ao de satura¸c˜ao, sendo a carga dipolar maior nestes materiais.

Contrariamente a intui¸c˜ao, o acoplamento de troca de interface favorece a nuclea¸c˜ao de estados tipo v´ortice.

O Ferro devido `a sua magnetiza¸c˜ao de satura¸c˜ao apresenta menor valor de campo de interface para a nuclea¸c˜ao de v´ortice. Para as dimens˜oes onde j´a n˜ao h´a estados v´ortice no nano elemento n˜ao-acoplado. J´a o Permalloy, com dimens˜oes nas quais o Ferro apresenta v´ortice, tem revers˜ao da magnetiza¸c˜ao via nuclea¸c˜ao de estado tipo “C”, sem nuclea¸c˜ao

de v´ortice. Requerendo tamb´em campo de interface superior ao do ferro para a nuclea¸c˜ao de v´ortice.

Ap´os a nuclea¸c˜ao do v´ortice sua presen¸ca ´e favorecida ao longo da histerese, a diferen¸ca entre HA e HN, quanto maior o campo de acoplamento de interface. Foi observado

que para cada campo de interface h´a um mesmo campo de nuclea¸c˜ao para diferentes dimens˜oes laterais aumentando somente o deslocamento do v´ortice. A magnetiza¸c˜ao do v´ortice em HN e HA n˜ao muda consideravelmente, no entanto ´e maior quanto maior o

campo de interface segundo os diagramas para HIN T ≤ 8 kOe, indicando assim uma

zona de magnetiza¸c˜ao do estado v´ortice de nanoelementos. Com o aumento do campo de interface os campos de nuclea¸c˜ao e aniquila¸c˜ao s˜ao deslocados na dire¸c˜ao oposta ao campo de interface. Ent˜ao o campo de interface prolonga a existˆencia do v´ortice na histerese por diminuir o valor absoluto da magnetiza¸c˜ao de nuclea¸c˜ao do v´ortice, tal fato ´e visto mais claramente para t = 12 nm nos diagramas do Fe e do Py, al´em claro da competi¸c˜ao entre o campo externo e o de interface onde o v´ortice tem a caracter´ıstica de ter momentos magn´eticos apontando em dire¸c˜oes opostas.

Fita Ferromagn´etica Acoplada a um

Substrato AF Vicinal

4.1

Introdu¸c˜ao

O recente interesse no estudo das paredes de dom´ınio (PD) em geometrias limitadas ´e em grande parte motivado pela busca de alto desempenho de nanodispositivos de mem´oria n˜ao vol´atil, com armazenamento de dados em sequˆencia de 10 a 100 paredes de dom´ınios tipo head-to-head (HH) e tail-to-tail(TT) em nanofios ferromagn´eticos [9, 37]. Paredes de dom´ınio ao longo de fios com dimens˜oes transversais da ordem de centenas de nanˆometros, comportam-se como part´ıculas que podem ser controladas por um campo externo aplicado ou por uma corrente polarizada de spins. Varia¸c˜oes nas dimens˜oes, formatos e inserindo armadilhas de paredes de dom´ınios, que s˜ao usadas para aprisionar ou selecionar o tipo de parede que se quer no fio [61]. Um modo de controlar a posi¸c˜ao e o formato da parede de dom´ınio ao longo de um fio ´e fabric´a-lo no formato de zig-zag, assim, com o campo aplicado perpendicularmente ser˜ao geraras PDs nas curvas do fio [12, 13]. Estes s˜ao alguns exemplos de sistemas de aprisionamento de paredes de dom´ınio.

Figura 4.1: Figura esquem´atica de uma superf´ıcie vicinal de uma estrutura AF bcc ex- pondo na interface as duas subredes periodicamente. Cada subrede ´e representada por uma cor diferente.

Um material cristalino pode exibir em sua interface ´atomos pertencentes a planos cristalinos distintos, diferentes ´ındices de M¨uller, surgindo desse modo um terra¸cos com cada subrede separados por degraus atˆomicos, a este tipo de superf´ıcie d´a-se o nome de vicinal. Quando isto ocorre num AF cada subrede ser´a exposta em terra¸cos periodica- mente. Se for fabricada uma Fita F sobre um substrato AF deste tipo, isto implicar´a em um acoplamento de interface que muda periodicamente de dire¸c˜ao podendo ser uma alternativa como aprisionador de PDs em fitas Ferromagn´eticas.

Desse modo o acoplamento de uma nanofita F com um substrato AF vicinal ´e uma forma promissora de controle e aprisionamento de paredes de dom´ınio e assim como no zig-zag se pode ter sequˆencias controladas de PDs com posi¸c˜oes bem definidas. No zig-zag estas posi¸c˜oes s˜ao controladas via campo externo. Com o substrato vicinal AF pode se controlar uma sequˆencia peri´odica de PDs dependendo do acoplamento e do tamanho dos terra¸cos nos quais cada subrede do AF ´e exposta ao F. A figura 4.1 mostra como um AF bcc pode apresentar exposi¸c˜ao vicinal de suas subredes na interface. Assim, dependendo do ˆangulo de corte da superf´ıcie com rela¸c˜ao ao eixo f´acil do AF pode-se controlar o tamanho dos terra¸cos LT. Ou ainda induzir paredes polares (HH ou T T ), ou parede

que h´a diferen¸ca na resistˆencia de uma parede tipo v´ortice e tipo transversa em uma fita de Permalloy.

Estudaremos neste cap´ıtulo o comportamento de uma fita ferromagn´etica muito com- prida, largura muito menor que o comprimento, de Ferro e Permalloy acoplada a um substrato vicinal antiferromagn´etico. O substrato exp˜oe duas ´areas da fita a campos de interfaces de mesma intensidade e sinais opostos distribu´ıdos periodicamente ao longo da fita. Veremos primeiramente os tipos de parede ´unicas transversas que se pode nuclear no filme sobre a fronteira entre dois terra¸cos do substrato AF em fun¸c˜ao do acoplamento. Do mesmo modo quais as intensidades m´ınimas do acoplamento do AF necess´arias para se ter os dois tipos de sequˆencias de paredes estudadas. E por ´ultimo a estabilidade magn´etica destas sequˆencias.