Ciência, saúde e esporte: conhecimento e acessibilidade
21 a 26 de outubro de 2013
Trabalho 184
| ISSN | 2237-9045 |
|---|---|
| Instituição | Universidade Federal de Viçosa |
| Nível | Graduação |
| Modalidade | Pesquisa |
| Área de conhecimento | Ciências Exatas e Tecnológicas |
| Área temática | Física teórica, experimental e de simulação |
| Setor | Departamento de Física |
| Bolsa | PIBIC/CNPq |
| Conclusão de bolsa | Sim |
| Apoio financeiro | CAPES, CNPq, FAPEMIG |
| Primeiro autor | Ronaldo Givisiez Melo Rodrigues |
| Orientador | LUCAS ALVARES DA SILVA MOL |
| Título | Estado Fundamental em Gelos de Spin Utilizando o Algoritmo Genético |
| Resumo | Gelos de spin artificias são materiais formados por uma rede de nanoilhas magnéticas alongadas depositadas sobre um substrato não magnético. Nestes sistemas as nanoilhas são distribuídas de forma que as interações entre elas levem ao aparecimento de uma frustação geométrica, o que gera uma entropia residual. Essa frustação aparece no sistema, pois não é possível satisfazer todas as interações simultaneamente, disso surge a regra do gelo, onde a configuração de menor energia do sistema é obtida quando em cada vértice da rede dois momentos de dipolo magnéticos apontam para dentro e dois apontam para fora, minimizando assim a energia total do sistema. O estudo sobre gelos de spin tem trazido resultados interessantes. Um deles ocorre quando violamos a regra do gelo. Neste caso surgem excitações no sistema que se comportam como monopolos magnéticos ligados por um string (corda) energético. As ilhas magnéticas usadas para produzir os gelos de spin artificiais são construídas geralmente com Permalloy, um material magnético praticamente isotrópico. O formato alongado das ilhas gera uma forte anisotropia de forma, fazendo com que os dipolos apontem somente nos dois sentidos da direção do maior eixo da ilha. Os tamanhos mais comuns para o eixo mais longo da ilha são de 100 a 300nm, com os centros das ilha sendo dispostos com espaçamentos que variam entre 500 e 800nm. Como as interações entre as nanoilhas são de longo alcance, tendo como principal interação a interação magnética dipolar, o seu tratamento analítico é complicado, sendo necessário a aplicação de técnicas computacionais para estudar o sistema. Desta forma, pretendíamos utilizar métodos mais comuns encontrados em muitos artigos desta área, como o método de Monte Carlo e Dinâmica de Spins, afim de estudar o comportamento do sistema. Porém visando diminuir o tempo computacional, optamos por utilizar um algoritmo genético. Neste caso o algoritmo genético é utilizando para encontrar o sistema em seu estado de menor energia, para isso criamos varias redes de forma aleatória e a partir destas geramos redes cada vez mais próximas do estado fundamental a partir de conceitos similares aos aplicados em teorias de evolução das espécies. Desta maneira utilizamos os seguintes processos de seleção, primeiro identificamos qual rede (indivíduo) possui a menor energia e copiamos esta para a próxima geração, em seguida combinamos partes de redes de spins diferentes para criar um nova rede, esta também estará na próxima geração. Como critério de seleção destas redes, utilizamos o valor energético de cada uma, dando preferência para aquelas com menor energia, ou seja, mais próximas do estado fundamental. Após isso selecionamos alguns spins e invertemos a posição do seu momento de dipolo, este passo é usado para que a rede não caia em estados meta estáveis. Repetimos o processo até que o indivíduo de mais baixa energia não varie mais sua energia, pois este já se encontra no seu estado de menor energia. |
| Palavras-chave | nanomagnetismo, interações dipolares, gelos de spin. |
| Forma de apresentação..... | Painel |