SIMULAÇÕES DE FILMES FINOS E VÁLVULAS DE SPIN

Resumo

Simulações de Filmes finos e Válvulas de spin
 
Manoela D Lourdes Alves Barbosa Pessoa, Universidade de Pernambuco, (Manoela.pessoa@upe.br)
Gilvânia Lúcia da Silva Vilela, Universidade de Pernambuco, (gilvania.vilela@upe.br)
 
Na era da big data e da internet das coisas em que os equipamentos eletrônicos tendem a ficar cada vez mais conectados com a internet, há uma crescente demanda da sociedade por computadores cada vez mais rápidos e com maiores capacidades de armazenamento. Para que a sociedade se desenvolva, ela precisa que os computadores continuem numa constante evolução, ou seja, que os dispositivos computacionais se tornem mais eficientes energeticamente e com processamento cada vez melhor. Dentro desse paradigma, desenvolveu-se a área da spintrônica, que busca desenvolver dispositivos computacionais baseados em efeitos quânticos ou efeitos de spins. Com o avanço da tecnologia, surgiram técnicas de fabricação de materiais, como sputtering, no qual partículas energéticas colidem com átomos, de um material alvo, ocasionando uma cascata de colisões, de modo que partículas microscópicas do material alvo sejam ejetadas (BEHRISCH, 1981). A partir dessas técnicas foi possível desenvolver dispositivos que possuem dimensões reduzidas, como filmes finos e válvulas de spins, que são formados por camadas de materiais de espessuras nanométricas. As válvulas de spins, em especial, são formadas por camadas de metais ferromagnéticos, como o permalloy (Ni0.8Fe0.2), separados por uma camada não magnética, seguido por outra camada de um metal ferromagnético. A partir dessas nanoestruturas, foi possível observar efeitos como o da Magnetorresistência Gigante (GMR), no qual a resistência do dispositivo depende da orientação relativas das magnetizações das camadas magnéticas (HIROTA e INOMATA, 2020). Em geral, alguns materiais apresentam a predisposição de conservar a magnetização, mesmo na ausência de um campo magnético externo. Essa predisposição pode ser analisada através de curvas de histereses. Isso porque a largura da histerese está relaciona ao quão fácil ou difícil é magnetizar esse material. No presente projeto, foram realizadas   simulações de curvas de histereses, da magnetização em função de um campo magnético externo, de válvulas de spins e filmes finos, através de um simulador micromagnético de domínio livre chamado OOMMF (MAHALINGAM, et al., 2019). Foram simulados efeitos, como o GMR e o efeito de exchange bias, em que há adição de uma camada antiferromagnética na válvula de spin. Além disso, nas simulações realizadas, foram alterados alguns parâmetros, como a espessura das camadas ferromagnéticas e a partir disso, observado o comportamento magnético das nanoestruturas. Essas curvas ajudam a compreender como as amostras se comportam mediante campos magnéticos diversos e como podem ser aplicadas em dispositivos spintrônicos para processamento e armazenamento de dados.
 
 
Palavras-chave: Válvulas de spins; Filmes finos ; Spintrônica.
 
Referências
BEHRISCH, R. Sputtering by Particle bombardment. Springer, Berlin, ed. 1981, ISBN 978-3-540-10521-3.
HIROTA E.; INOMATA, K. Giant Magneto-Resistance Devices. Springer. p. 30, 2002.
MAHALINGAM , S.; et al. Micromagnetic Simulation Using OOMMF and Experimental Investigations on Nano Composite Magnets. Journal of Physics, Series 1172, 2019