Vagson L. Carvalho-Santos

Departamento de Física – Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas

Universidade Federal de Viçosa 

Resumo

Nanofios magnéticos (NFs) despontam como candidatos promissores para a criação de uma nova geração de dispositivos baseados no spin em escala nanométrica. Sua forte anisotropia uniaxial, induzida pela geometria e orientada ao longo do eixo do nanofio permite a nucleação de paredes de domínio (PDs) ao longo da sua maior dimensão e o seu transporte sob a ação de campos estímulos externos. O controle do movimento das PDs é essencial para o desenvolvimento de tecnologias que utilizam essas texturas de magnetização como portadoras de informação [1]. Uma estratégia bem estabelecida para controlar a posição e a velocidade das PDs consiste em manipular sua dinâmica por meio de geometria. Por exemplo, a presença de curvatura em NFs tem atraído atenção recentemente, devido ao surgimento de fenômenos induzidos pela curvatura, como o aparecimento do regime de Walker, ausente em NFs retos com seção transversal circular. Notavelmente, em NFs com curvatura constante, tanto o limiar de campo e corrente elétrica para a quebra de Walker quanto as características de seu movimento podem ser controlados pela curvatura [2,3]. Por outro lado, quando o NF apresenta um gradiente de curvatura, surgem efeitos de aprisionamento (pinning) das DWs [4], resultantes da anisotropia efetiva e das interações de Dzyaloshinskii-Moriya (DMI) induzidas pela curvatura [5]. Esse aprisionamento das DWs é um efeito indesejado em aplicações que exigem seu deslocamento ao longo do NW, como no conceito de memória do tipo racetrack [1]. Neste seminário, por meio de cálculos analíticos e simulações micromagnéticas, discutiremos o fenômeno de aprisionamento de PDs induzido por curvatura em NFs curvados com seção transversal retangular e gradientes de curvatura. Nossos resultados mostram o surgimento de não reciprocidade no aprisionamento das PDs, dependendo da direção para a qual seu centro aponta (fase da PD). Adicionalmente, discutiremos evidências experimentais sobre o deslocamento de PDs induzido por curvatura. Esses resultados contribuem para o avanço da compreensão da dinâmica da magnetização em estruturas curvadas e revelam um fenômeno inédito que deve ser considerado no projeto de dispositivos racetrack.

[1] S. Parkin and S. H. Yang, Nat. Nanotechnol. 10, 195 (2015).

[2] R. Cacilhas, et al., Phys. Rev. B 101, 184418 (2020).

[3] G. H. R. Bittencourt et al., Appl. Phys. Lett. 118, 142405 (2021).

[4] G. H. R. Bittencourt et al., Phys. Rev. B 106, 174424 (2022).

[5] Y. Gaididei, et al., Phys. Rev. Lett. 112, 257203 (2014).