Dinâmicas atomísticas de spins em interfaces simétricas com nanoestruturas magnéticas complexas: investigação de efeitos de interdifusão

• Processo: 22/00581-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 18 de maio de 2022
• Data de Término da vigência: 30 de abril de 2023
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Helena Maria Petrilli
• Beneficiário: Pamela Costa Carvalho
• Supervisor: Anders Bergman
• Instituição Sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Uppsala University (UU), Suécia
• Vinculado à bolsa: 20/05609-7 - Dinâmicas de spins em materiais antiferromagnéticos nanoestruturados a partir de cálculos ab-initio: formação e estabilidade de skyrmions, BP.DD
• Assunto(s): Nanomagnetismo Estrutura eletrônica Materiais magnéticos Spintrônica Radiação síncrotron
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: dinâmica de spins | Estrutura eletrônica | Interfaces metálicas | Nanomagnetismo | Skyrmions | Nanomagnetismo

Resumo

Este projeto está imbricado em um projeto de doutorado financiado pela FAPESP que propõe o estudo de materiais magnéticos com potenciais aplicações em spintrônica. As investigações previstas neste estágio na Suécia são focadas na formação de skyrmions em multicamadas simétricas. O presente projeto foi desenvolvido através de uma estreita colaboração com um grupo experimental do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS) e uma questão muito intrigante foi levantada que requer mais ferramentas teóricas para continuar a investigação. Embora seja esperado que a interação Dzyaloshinskii-Moriya (DMI) seja nula na presença de simetria de inversão, uma DMI não nula junto com uma grande anisotropia magnética perpendicular (PMA) foram relatadas como responsáveis pela estabilização de skyrmions espontâneos à temperatura ambiente nas multicamadas Pd/Co/Pd. A fim de investigar a origem de uma incomum DMI não nula neste sistema, a simulação de efeitos de interdifusão na interface Pd/Co é sugerida neste projeto. Prevê-se que estas investigações profundas e análises comparativas nos permitam estabelecer quais são as contribuições para a formação de skyrmions espontâneos à temperatura ambiente em amostras simétricas. Será aplicado o arsenal teórico de ponta para simulações in silico desses sistemas: o método RS-LMTO-ASA baseado em DFT, para o cálculo de impurezas nas camadas de Pd/Co, a fim de simular uma interface irregular, e o código UppASD, para simulações de dinâmicas de spins, para prever o surgimento de skyrmions à temperatura ambiente. A complexidade e novidade de explorar a origem de uma DMI não nula em camadas simétricas e simular efeitos de interdifusão usando cálculos de dinâmicas de spins são os grandes desafios abordados no presente projeto. Outras aplicações para investigar outros sistemas promissores também estão previstas. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

CARVALHO, PAMELA C.; MIRANDA, IVAN P.; BRANDAO, JEOVANI; BERGMAN, ANDERS; CEZAR, JULIO C.; KLAUTAU, ANGELA B.; PETRILLI, HELENA M.. Correlation of Interface Interdiffusion and Skyrmionic Phases. Nano Letters, v. 23, n. 11, p. 8-pg., 2023-05-26. (22/00581-2, 12/51198-2, 20/05609-7, 22/10095-8)