Orden Magnético en Películas Multicapa con acoplamiento entre capas antiferromagnético.

J.J. MELO QUINTERO; M. A. BAB; G. P. SARACCO

La Plata

Congreso; XIX Congreso de Física Estadística y Aplicaciones a la Materia Condensada TREFEMAC 2022; 2022

El avance en las técnicas de fabricación de materiales magnéticos hapermitido obtener películas multicapa de espesores nanométricos, formadas porcapas ferromagnéticas y separadas por capas no-magnéticas. Estas presentan constantesde intercambio entre capa que oscilan entre ferromagnética y antiferromagnéticacon el espesor de la capa no-magnética intermedia. El caso de multicapas conconstantes de intercambio antiferromagnéticas entre capas fue crucial para eldescubrimiento de fenómenos de alto interés en nanotecnología y espintrónica,tales como a magnetoresistencia gigante y magnetoresitencia túnel. Estosmateriales son comúnmente referidos como antiferromagnetos sintéticos. Enmulticapas con una fuerte anisotropía perpendicular, se han observado experimentalmenteestructuras de dominios tipo franjas alternadas, en las cuales la magnetizaciónes perpendicular a la película, que presentan distintos patrones deacoplamiento entre capa. Estas configuraciones pueden ser relacionadas con lacompetencia entre interacciones de intercambio y dipolares, y en consecuenciasu comportamiento térmico estudiado con el modelo Ising con interacciones dipolares.En este trabajo modelamos a la película multicapa con un sistema constituidopor dos redes bidimensionales ferromagnéticas acopladas con una constante deintercambio antiferromagnética, estudiando distintos valores de esta última conel objetivo de considerar el incremento del espesor de la capa no-magnética. De esta manera, elhamiltoniano del modelo depende de las constantes de intercambio (J1,J2) y dipolar (g1 y g2) de cada capa, y de laconstante de acoplamiento entre capas, J3.El comportamiento térmico del modelo seestudió mediante simulaciones Monte Carlo considerando valores de lasconstantes J1 = 1, J2 = 2, J3 =-0,5, 1 y -1,5;manteniendo g1 = g2 = 1. En todos los casos, a temperaturasbajas, las configuraciones de equilibrio consisten en franjas de espinesalternadas de ancho h = 2 en ambas capas, acopladas antiferromagnéticamente.Con el aumento de la temperatura ambas capas se desordenan, alcanzando la fasetetragonal líquida (TL) que se caracteriza por franjas que se interceptanperpendicularmente, y posteriormente a la fase paramagnética. Cabe destacar quelas fases descriptas están presentes en el diagrama de fases de una monocapa conJ=2, el cual incluye además una fase nemática como intermedia entre h=2 y TL. Elanálisis de comportamiento dinámico fuera de equilibrio del parámetro de ordenorientacional y sus momentos nos permitió caracterizar la transición h=2-TLcomo continua, obteniendo temperaturas críticas que se incrementan con J3,así como determinar la ausencia de la fase nemática.