Patrones magnéticos en discos de cobalto: formación en skyrmions magnéticos

• Autor: Gallegos Servigón, Félix Alexander
• Formato: tesis de maestría
• Fecha de Publicación: 2023
• Institución: Universidad Nacional de Ingeniería
• Repositorio: UNI-Tesis
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:cybertesis.uni.edu.pe:20.500.14076/28147
• Enlace del recurso: http://hdl.handle.net/20.500.14076/28147
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Interacción Dzyaloshinskii-Moriya; Skyrmions; Skyrmions magéticos; Discos de cobalto; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#1.03.04

En los últimos años se han observado experimentalmente diferentes tipos de texturas de la magnetización en películas magnéticas finas y patrones magnéticos nanoestructu-rados. Entre todos ellos, uno a llamado fuertemente la atención dado sus propiedades muy singulares y el potencial que presenta para aplicaciones en dispositivos espintróni-cos, es el denominado skyrmion magnético descubierto en el año 2009 por un grupo de investigadores en Europa. Los skyrmions magnéticos son un arreglo ordenado de mo-mentos magnéticos de forma circular pero con la particularidad que pueden moverse e interactuar entre ellos, confiriéndoles el carácter de cuasi-partículas ya que también pueden ser destruidas sin alterar el material ferromagnético. El origen de la formación de los skyrmions magnéticos aún esta en etapa de estudio, pero los resultados expe-rimentales y modelos tanto teóricos como simulaciones sugieren que está asociado a fenómenos de frustración de los momentos magnéticos dentro del propio material. Des-de un punto de vista matemático los skyrmions son considerados solitones con carga topológica entera. Desde un punto de vista tecnológico, los skyrmions magnéticos pue-den ser utilizados tanto en el almacenamiento como el transporte de información, así como en dispositivos espintrónicos de alta complejidad. Estudios previos en materiales ferromagnéticos de diferente composición han demostrado que los skyrmions magné-ticos permanecen estables inclusive a temperatura ambiente. En el presente estudio utilizaremos el material ferromagnético de cobalto. En la presente tesis se estudió el comportamiento de los skyrmions magnéticos tipo Bloch nucleados, tanto en el centro de un disco de cobalto de 128 nm de diámetro y 2 nm de espesor, así como a una distancia de 32 nm de su centro, en función de la constante de interacción Dzyaloshinskii-Moriya (Dex) y de la anisotropía magnética perpendicular (Ku), para un determinado rango de valores. Para ese fin, se ha utilizado el modelo más general del micromagnétismo el cual calcula la magnetización de un material ferromagnético tanto en el espacio como en el tiempo, a partir del desarrollo de la ecuación de Landau-Lifshitz-Gilbert (LLG), en un espacio discretizado. Los resultados obtenidos muestran que los skyrmions magnéticos tipo Bloch nucleados intencionalmente tanto en el centro del disco como a 32 nm de su centro geométrico, sufren variaciones en su estructura pudiendo ser aniquilados, a los cuales se les denomi-na no skyrmions, o adoptar otras formas tales como los skyrmions tipo Neel, skyrmions incompletos, skyrmioniums, skyrmions con efecto de borde y cicloid state.