Informativo
Seminário da Pós – dia 26/07/24
“Computación Micromagnética: Dinámica de la magnetización por Resonancia Ferromagnética”
Eduardo Saavedra – Departamento de Física da Universidad de Santiago de Chile.
DATA: 26/07/2024.
HORÁRIO: 10h.
LOCAL: Auditório do CCE.
RESUMO:
La búsqueda de diseñar dispositivos miniaturizados energéticamente eficientes ha lleva do a los científicos a explorar nuevos paradigmas de estructuración y modelado de materiales en nanoescala. Cuyo objetivo es mejorar la capacidad de almacenamiento, la velocidad de funcionamiento y la resistencia de un dispositivo. Por ejemplo, como la célebre ley de Moore está llegando a su fin debido a las limitaciones físicas en la búsqueda de una mayor densidad de transistores en un chip, es imperativo buscar alternativas adecuadas para los semiconductores basados en la carga. Las nanoestructuras magnéticas tienen el potencial de satisfacer tales de mandas. Como el rendimiento del dispositivo depende de la naturaleza de los procesos físicos que ocurren dentro de los sistemas nanomagnéticos, los investigadores han invertido incansables esfuerzos para comprender estos procesos a lo largo de los años. Los rápidos avances de la nanofabricación, caracterización y simulaciones numéricas han permitido desentrañar algunos fenómenos dinámicos exóticos asociados con diversas escalas de longitud y tiempo.
Una ecuación esencial en la mayoría de los modelos de sistemas micromagnéticos es la ecuación de Landau-Lifshitz-Gilbert (LLG) [1] una ecuación diferencial que gobierna la dinámica de la magnetización. Sin embargo, esta ecuación puede resolverse analítica mente sólo para un número muy limitado de sistemas y, por ello, la complejidad de los problemas comunes requiere el uso de paquetes de simulación micromagnética como OOMMF [2] , Micromagnum, y Mumax3 [3], que utilizan el enfoque de diferencias finitas (FD), y Nmag, que emplea el enfoque de elementos finitos (FE) para la discretización espacial.
La computación micromagnética es un campo bien desarrollado que se utiliza amplia mente en la física moderna como en la ingeniería de dispositivos magnéticos. Con el avance de los modelos micromagnéticos, las técnicas de simulación y la capacidad de pro cesamiento, ha permitido estudiar nuevos fenómeno magnéticos, entre ellos la Resonancia Ferromagnética (FMR) que sondea la dinámica de la magnetización utilizando campos de microondas. La absorción del campo de microondas aplicado es máxima cuando la frecuencia de las microondas coincide con la de los modos de resonancia del sistema estudiado. Analizando los modos de resonancia se pueden determinar algunos parámetros del material, como las constan tes de amortiguación de Gilbert y de anisotropía magnética. Esto hace que la FMR sea una técnica poderosa en la caracterización de nanoestructuras ferromagnéticas.
El objetivo de esta charla es describir los fundamentos y las herramientas computacionales para llevar a cabo simulaciones de resonancia ferromagnética en nanoestructuras.
Referencias
[1] W.F. Brown Jr., Micromagnetics, Wiley, New York, 1963.
[2] M. J. Donahue and D. G. Porter, OOMMF User’s Guide, Version 1.2 a3, 2002, http://math.nist.gov/oommf.
[3] Vansteenkiste, A.; Leliaert, J.; Dvornik, M.; Helsen, M.; García-Sánchez, F.; Van Waeyenberge, B. The design and verification of MuMax3. AIP Adv. 2014, 4, 107133.