"Ciências Básicas para o Desenvolvimento Sustentável"
24 a 26 de outubro de 2023
Trabalho 18228
| ISSN | 2237-9045 |
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| Instituição | Universidade Federal de Viçosa |
| Nível | Graduação |
| Modalidade | Pesquisa |
| Área de conhecimento | Ciências Exatas e Tecnológicas |
| Área temática | Física da Matéria Condensada |
| Setor | Departamento de Física |
| Bolsa | PIBIC/CNPq |
| Conclusão de bolsa | Sim |
| Apoio financeiro | CNPq |
| Primeiro autor | Maxiel Alves de Oliveira |
| Orientador | ANTONIO RIBEIRO DE MOURA |
| Título | Correntes de spin superfluidas em multicamadas |
| Resumo | A aplicação do spin em dispositivos tecnológicos é um dos objetivos da pesquisa em spintrônica. Avanços na spintrônica envolvem tecnologias como discos rígidos baseados em magnetorresistência gigante (GMR) e memórias de acesso aleatório (MRAM). Além disso, ela está sendo explorada em sistemas de processamento na computação quântica, na qual o spin é utilizado como um qubit. Enquanto no caso eletrônico utilizam-se correntes elétricas puras, a spintrônica trabalha com a criação, manipulação e detecção de correntes de spin (CS). Uma CS pura, em meio condutor, é definida como o fluxo orientado de cargas de acordo com o spin. Já em sistemas magnéticos isolantes, a CS é propagada por meio de ondas de spin (mágnons), que se propagam por pequenas distâncias da ordem do comprimento de onda do mágnon. Ela também pode se propagar de forma superfluida, alcançando distâncias muito maiores se comparadas ao caso anterior. A superfluidez tem possibilitado avanços importantes, desde a investigação de propriedades fundamentais da matéria até a engenharia de precisão. Um caso típico de análise de propagação de CS superfluidas ocorre no estudo de uma interface entre um metal normal (MN) e um ferromagneto (FM). O MN é descrito pelo modelo de elétrons livres, enquanto o FM é descrito pela hamiltoniana de Heisenberg, definida em termos dos operadores de spin S+, S− e Sz. Para determinar a dinâmica das ondas de spin, escrevemos os operadores de spin em função de operadores bosônicos de criação e destruição, a chamada representação de Holstein-Primakoff. O operador de aniquilação é definido em termos do operador S- e assim, produz a diminuição de uma unidade de spin, ℏ, da rede ao um criar mágnon. Em baixas temperaturas, a hamiltoniana de Heisenberg pode ser descrita considerando apenas o termo quadrático envolvendo os operadores canônicos. Assim o FM pode ser resolvido facilmente pelos procedimentos padrões que envolvem a representação do espaço de Fourier e posterior determinação das médias termodinâmicas. Na interface, descrita por uma interação do tipo sd, o transporte de spin do MN para o FM ocorre por meio do processo de transferência de momento angular (spin-transfer torque), enquanto do FM para o MN ocorre pelo processo de bombeamento de spin (spin pumping). Quando a configuração do FM envolve um gradiente linear do campo de spin que se distribui por todo o material, é possível alcançar o estado de superfluidez de spin. Neste caso, as CS superfluidas no FM são descritas, em temperatura nula, por meio da equação de Landau-Lifshitz-Gilbert. A análise da interface leva em consideração os acoplamentos de spin (spin-mixing) e o desbalanço no nível de ocupação entre os portadores com spin up e down no MN. O trabalho tem como objetivo estudar a propagação de CS superfluidas em sistemas magnéticos compostos por várias camadas ferromagnéticas, separadas por camadas finas metálicas e assim, obter uma teoria para circuitos magnéticos, semelhantes ao caso elétrico. |
| Palavras-chave | corrente de spin superfluidas, ferromagneto, multicamadas |
| Forma de apresentação..... | Painel |
| Link para apresentação | Painel |
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