Simulação e análise de defeitos em nanoaneis de ferro

Resumo

Nos últimos anos, houve grandes avanços no estudo de propriedades magnéticas de nanoestruturas
magnéticas e este tópico ainda continua sendo alvo de pesquisa no campo da física nos dias de hoje. Do ponto
de vista teórico, há interesse na análise das propriedades magnéticas em nanoelementos magnéticos por causa
da grande possibilidade de aplicações tecnológicas, como sensores e memórias magnéticas. Dentre esses
nanoelementos magnéticos, nanoaneis têm sido investigados devido à atratividade de suas propriedades físicas
e à potencialidade de sua aplicação em dispositivos funcionais. Nanoaneis magnéticos podem constituir
células de memória de alta performance, que podem eficientemente armazenar, gravar e ler informações. No
entanto, nanoaneis defeituosos são inevitáveis no caso de produção em massa. Os defeitos presentes nessas
nanoestruturas podem afetar as propriedades magnéticas de todo o sistema, além disso, a inserção de defeitos
propositais pode resultar em maior controle das fases que surgirão ou de outros parâmetros de interesse.
Diante dessas possibilidades, estuda-se nanoaneis isolados de ferro com a presença de defeitos na forma de
assimetria. Os nanoaneis são estudados em função da variação dos parâmetros geométricos da espessura do
anel e do tamanho da assimetria. O objetivo é investigar as propriedades magnéticas, focando no
comportamento do campo coercivo e da magnetização remanescente, e o processo de reversão de
magnetização através da histerese magnética e pela configuração dos momentos magnéticos em remanência.
Utilizou-se simulação micromagnética, que se baseia na minimização do torque realizado pelo campo
magnético efetivo local sobre o dipolo magnético de cada célula de simulação. Os resultados obtidos mostram
aumento do campo coercivo com aumento da assimetria; comportamento variado da magnetização
remanescente, conforme a configuração, porém com queda abrupta para anéis simétricos; e aumento do campo
necessário para saturar, conforme diminui-se o defeito.