Criticalidad en películas magnéticas multicapas acopladas ferromagnéticamente

P. S. PAGLIARO; G. P. SARACCO; M. A. BAB

La Plata

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

Las películas magnéticas multicapa se han constituido en objeto de estudio tanto teóricocomo experimental. Esto es debido, por una parte, al desarrollo de técnicas de fabricaciónque permiten obtener heteroestructuras nanométricas apropiadas para aplicaciones ennanotecnología y espintrónica. Desde el punto de vista teórico permiten estudiar la frustración introducida por efecto de la competencia entre interacciones, así como el crossover del comportamiento de fase de 2 a 3 dimensiones. Es conocido que películas constituidas por capas ferromagnéticas y separadas por capas no-magnéticas presentan constantes de intercambio entre capas (J3) que decrecen con el espesor de la capa no-magnética intermedia y oscilan entre ferromagnéticas y antiferromagnéticas. El caso de un sistema formado por dos capas ferromagnéticas tipo Ising acopladas ferromagnéticamente ha sido intensamente estudiado, y se ha predicho que la temperatura crítica escalea con J3 con un exponente de corrimiento igual al exponente crítico de la susceptibilidad, si ambas capas poseen la misma constante de intercambio. En este caso no se consideró la frustraciónintroducida por las interacciones dipolares, la cual lleva en la formación de estructuras dedominios tipo franjas alternadas, donde la magnetización es perpendicular a la película.En este trabajo modelamos a la película multicapa con un sistema constituido por dosredes bidimensionales ferromagnéticas, superpuestas concéntricamente, con iguales con-stantes de intercambio J1 = J2 = 1 y dipolares g1 = g2 = 1, acopladas con una constantede intercambio entre capas ferromagnética tal que 0 < J3 < 1. Esto último permite analizar el efecto del espesor de la capa no-magnética así como también analizar la posible extensión de la ley de escala para el exponente de corrimiento. El comportamiento térmico del modelo se estudió mediante simulaciones Monte Carlo. En todos los casos, a temperaturas bajas, las conguraciones de equilibrio obtenidas consisten en franjas de espines alternadas de ancho h = 1 en ambas capas, acopladas ferromagnéticamente. Con el aumento de la temperatura ambas capas se desordenan, alcanzando la fase tetragonal líquida (TL) que se caracteriza por franjas que se intersectan perpendicularmente, y posteriormente a la fase paramagnética. Estas fases están presentes en el diagrama de fases de una monocapa con J = 1. El análisis de comportamiento dinámico fuera de equilibrio del parámetro de orden orientacional y sus momentos nos permitió caracterizar la transición h = 1 − T L como continua, obtener el exponente de corrimiento de la temperatura .crítica en función de J3 y los correspondientes exponentes críticos.