Comportamento Dinâmico de Skyrmions em Materiais Magnéticos Interagindo com Defeitos Anisotrópicos

Resumo

Skyrmions são quasi-partículas magnéticas caracterizadas por uma carga topológica. Os momentos magnéticos que compõem o skyrmion envolvem a esfera unitária, apontando em todas as direções. O movimento dos skyrmions pode ser obtido através de gradientes térmicos, gradientes de campos magnéticos, spin waves e aplicação de corrente de spins polarizados. A densidade de corrente aplicada é de 4 a 5 ordens de grandeza menor quando comparada com a densidade de corrente necessária para dar início ao movimento das paredes de domínio. O tamanho dos skyrmions é reduzido, com o menor tamanho reportado até o momento de 0.53nm em Pd/Fe/Ir com muita estabilidade devido a sua proteção topológica. O material mais comum quando trabalhando com skyrmions é o MnSi, o qual estabiliza skyrmions com 18nm em baixas temperaturas. Essas propriedades dos skyrmions os torna excelentes candidatos para aplicações em spintrônica, uma vez que tanto o custo energético quanto o seu tamanho são reduzidos quando comparados com outras alternativas, tais como as paredes de domínio. No entanto, para aplicar skyrmions em spintrônica, o movimento dos skyrmions deve ser precisamente controlado. Portanto, um bom entendimento do comportamento dinâmico de skyrmions quando interagindo com defeitos anisotrópicos e interface de materiais, tais como deformação, aniquilação e criação de skyrmions, é essencial para aplicações tecnológicas. Neste projeto, usando o modelo atomístico para simular o momento magnético de átomos individuais, nós iremos investigar o comportamento dinâmico de diferentes tipos de skyrmions e outras texturas magnéticas, tais como os mérons, quando interagem com defeitos anisotrópicos e interfaces de materiais, na presença de uma corrente de spins polarizados.