dc.creator | Dugato, Danian Alexandre | |
dc.date.accessioned | 2022-02-17T19:51:02Z | |
dc.date.available | 2022-02-17T19:51:02Z | |
dc.date.issued | 2021-10-29 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/23689 | |
dc.description.abstract | Ferromagnet/heavy metal multilayers can exhibit perpendicular magnetic anisotropy (AMP),
high density of magnetic domain, and skyrmions. These structures have great potential for
applications in magnetic recording media and logic gates. The characteristics of the magnetic
domains and skyrmions depend on the multilayer magnetic properties, which can be
adjusted by modifying the sample structure. The properties of multilayers are mainly dependent
on the interfacial effects that occur between the ferromagnet and the heavy metal.
Among the most relevant effects are AMP, the Dzyaloshinskii-Moriya interaction (DM) and
the magnetic proximity effect (EPM). The general objective of this thesis is to analyze the
impact of these effects in the magnetic properties and in the magnetic domain formation,
seeking improvements to obtain domains and skyrmions with potential for technological
application. We adjusted the amplitudes and directions of these effects through interface
engineering. We developed three independent systematic studies on multilayers based on
Co and heavy metals such as Pt, W and Hf. We observed that high DM interaction values,
together with AMP and saturation magnetization (Ms) reduction, provide the formation of
patterns with high density of magnetic domains. In the case of sub-nanometric multilayers,
there is a high magnetic polarization of the heavy metal by EPM due to the presence of high
interfacial disorder. This also yields to a non-zero DM interaction, allowing the stabilization
of isolated skyrmions at zero magnetic field in nominally symmetric multilayers. Using negative
EPM materials, we were able to reduce Ms by up to 70 %, preserving the AMP and
the magnetic domains and skyrmions formation. We conclude that the adjustment of interfacial
effects is necessary and decisive for the improvement of magnetic properties and the
formation of magnetic domains and skyrmions. | eng |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | por |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Efeitos interfaciais | por |
dc.subject | Domínios magnéticos | por |
dc.subject | Skyrmions | por |
dc.subject | Anisotropia magnética perpendicular | por |
dc.subject | Interação Dzyaloshinskii-Moriya | por |
dc.subject | Efeito de proximidade magnético | por |
dc.subject | Multicamadas | por |
dc.subject | Interfacial effects | eng |
dc.subject | Magnetic domains | eng |
dc.subject | Perpendicular magnetic anisotropy | eng |
dc.subject | Dzyaloshinskii-Moriya interaction | eng |
dc.subject | Magnetic proximity effect | eng |
dc.subject | Multilayer | eng |
dc.title | Efeitos interfaciais na formação de domínios magnéticos e skyrmions em multicamadas com anisotropia magnética perpendicular | por |
dc.title.alternative | Interfacial effects on the formation of magnetic domains and skyrmions in multilayers with perpendicular magnetic anisotropy | eng |
dc.type | Tese | por |
dc.description.resumo | Multicamadas com interfaces ferromagneto/metal pesado podem apresentar anisotropia
magnética perpendicular (AMP), formação de alta densidade de domínios magnéticos e
skyrmions. Estas estruturas possuem grande potencial de aplicações em mídias de gravação
magnética e portas lógicas. As características dos domínios magnéticos e dos skyrmions
depende das propriedades magnéticas, as quais podem ser ajustadas através de
modificações estruturais das amostras. As propriedades das multicamadas são dependentes
principalmente dos efeitos interfaciais que ocorrem entre o ferromagneto e o metal
pesado. Dentre os efeitos mais relevantes estão a AMP, a interação Dzyaloshinskii-Moriya
(DM) e o efeito de proximidade magnético (EPM). O objetivo geral desta tese é analisar o
papel destes efeitos nas propriedades magnéticas e na formação de domínios magnéticos,
buscando melhorias para a obtenção de domínios e skyrmions com potencial de aplicação
tecnológica. Através de engenharia de interfaces, ajustamos as amplitudes e sentidos
destes efeitos. Desenvolvemos três estudos sistemáticos independentes em multicamadas
baseadas em Co e metais pesados como Pt, W e Hf. Observamos que altos valores de
interação DM, juntamente com a redução da AMP e da magnetização de saturação (Ms),
proporcionam a formação de padrões com alta densidade de domínios magnéticos. Para
o caso de multicamadas de espessuras sub-nanométricas, ocorre uma alta polarização
magnética do metal pesado por EPM devido à presença de alta desordem interfacial. Esta
condição também resulta em uma interação DM não-nula, permitindo a estabilização de
skyrmions isolados em campo magnético zero em multicamadas nominalmente simétricas.
Utilizando materiais com EPM negativo, conseguimos reduzir a Ms em até 70 % mantendo
a AMP e a formação de domínios magnéticos perpendiculares e skyrmions. Concluimos
que o ajuste dos efeitos interfaciais é necessário e decisivo para o aperfeiçoamento das
propriedades magnéticas e a formação de domínios magnéticos e skyrmions. | por |
dc.contributor.advisor1 | Mori, Thiago José de Almeida | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/1326612963550533 | por |
dc.contributor.advisor-co1 | Dorneles, Lucio Strazzabosco | |
dc.contributor.referee1 | Denardin, Juliano Casagrande | |
dc.contributor.referee2 | Araujo, Clodoaldo Irineu Levartoski de | |
dc.contributor.referee3 | Garcia, Flávio | |
dc.contributor.referee4 | Silva, Ricardo Barreto da | |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/5151833562463383 | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Física | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Física | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Ciências Naturais e Exatas | por |