Modelado del Acomplamiento Magnético de Películas Delgadas Fuertemente Anisotrópicas

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

La Plata

Congreso; XXII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica,; 2021

AAIFQ

Introducción: Es este trabajo se estudió, usando simulaciones Monte Carlo, los estados de equilibrio de una película magnética bicapa caracterizada por una fuerte anisotropía perpendicular a su plano. Está puede ser modelada implementando el modelo de Ising con interacciones dipolares en dos redes discretas superpuestas y concéntricas. La energía del sistema se puede descomponer en términos de la energía de cada subred o capa, y de la energía interacción entre las capas. El primero, incluye el término de intercambio cuyas constantes son diferentes para cada capa, y el término de largo alcance dipolar que decae con el cubo de la distancia entre sitios, con la misma constante dipolar. Debido al carácter bidimensional, el campo disperso es consideradonulo y la energía de interacción entre capas solo incluye el término de intercambio con constante J3 [1]. En películas ultradelgadas, formadas de capas ferromagnéticas, la constante de intercambio J3 oscila entre valores positivos (interacción ferromagnética) y negativos (antiferromagnética) dependiendo de la distancia entre estas, es decir del espesor de la capa no-magnética que las separa. En este trabajo este comportamiento se modela variando la intensidad de J3 y su signo. La evolución dinámica hacia los estados de equilibrio a cada T se realiza mediante el algoritmo metrópolis. Para considerar adecuadamente los efectos de tamaño finito, debido al corte en el alcance de las interacciones dipolares, se implementaron condiciones de contorno periódicas mediante sumas de réplicas del sistema de acuerdo con criterio de Ewald [2]. Resultados: se obtuvieron las estructuras de dominios magnéticos de equilibrio a cada temperatura. Para valores moderados de J3, y a bajas temperaturas presentan dominios tipo bandas alternadas, cuyo ancho se corresponde con el estado fundamental de la capa de mayor constante de intercambio. Estas se superponen ferro o antiferromagneticamente dependiendo del signo de J3. A temperaturas altas, las bandas se desordenan presentando una transición con ruptura del orden orientacional, como en el caso de las películas monocapa [3,4]. Conclusiones: Los resultados indican un fuerte acoplamiento entre las capas y la existencia de transiciones de fase que serán caracterizadas en términos de su relación con las observadas en las películas monocapa.