Ondas de spin em gelos de spin artificiais formados por ferro- e antiferromagnetos: um novo representante de cristal magnônico

Resumo

Cristais magnônicos são metamateriais magnéticos micro- ou nanoestruturados periodicamente com a finalidade de manipular e controlar a propagação de ondas de spin. Eles têm atraído grande interesse do ponto de vista de Física Fundamental ao mesmo tempo em que são um dos grandes promissores de aplicação tecnológica na área da magnônica. A proposta desse projeto é investigar a atuação de sistemas conhecidos como gelos de spin artificiais como cristais magnônicos. Esses sistemas são formados por nanoímãs (ferromagnetos), chamados de ilhas, cuja geometria periódica da rede impede que cada par interagente minimize sua energia simultaneamente, um efeito chamado de frustração geométrica. Eles têm sido extensivamente estudados na última década devido à rica fenomenologia originada por essa frustração, como estado fundamental altamente degenerado, emergência de monopolos magnéticos e avalanches de spins 1D em um sistema 2D. Todos esses fenômenos são quasi-estáticos, fazendo desse projeto um dos pioneiros no estudo de excitações dinâmicas em gelo de spin artificial. Todavia, o entendimento da sua dinâmica está condicionado à compreensão do seu comportamento estático e, portanto, ambos os regimes serão abordados no projeto, mas tendo foco no primeiro. Outra iniciativa inovadora lançada é o estudo de cristais magnônicos formados não apenas por ferromagnetos mas também por antiferromagnetos, algo nunca explorado experimentalmente até o momento. Nessa sentido, a proposta é aproveitar o desenho do gelo de spin artificial mas fabricar as ilhas como sendo bicamadas, uma ferro- e outra antiferromagnética acopladas via exchange bias. (AU)