Modelado del comportamiento magnético de películas multicapas con fuerte anisotropía perpendicular - Grizzi, Pablo Antonio (2024)
Introducción: Las heteroestructuras formadas por multicapas ferromagnéticas acopladas antiferromagnéticamente mediante espaciadores no-magneticos, metamagnetos, han captado la atención de la comunidad científica por su amplia aplicabilidad, por ejemplo, en tecnologías de almacenamiento de datos o spintronica. En particular, los metamagnetos que exhiben una fuerte anisotropía perpendicular al plano de las capas han sido descriptos mediante un metamagneto de Ising, donde cada capa está formada por un número n de subcapas bidimensionales. Cuando se aplica un campo magnético externo h dirigido perpendicularmente al plano de la multicapa, su comportamiento depende fuertemente de si el número de capas C es par o impar. Si C es impar, en el estado fundamental a bajos h las capas ferromagnéticamente ordenadas se acoplan antiferro- magnéticamente (fase AF). A h=2J/n se presenta una transición a la fase paramagnética (PM) donde los espines se orientan en dirección de h. Si el número de capas es par aparece una fase intermedia (FI) en donde las capas extremas superior e inferior se alinean con el campo aplicado, en consecuencia, se producen dos transiciones: AF-FI y FI-PM. Este último ha sido extensamente estudiado, y se ha mostrado que para T>0 la transición AF-FI es de primer orden y la FI-PM cambia de primer orden a continua en un punto tricrítico. Además, las líneas de transición muestran fuerte dependencia con n manteniendo el número de capas fijo. Resultados y Conclusiones: Los estudios reportados para metamagnetos de capas impares son escasos, tanto en el carácter de la transición AF-PM como en la existencia de un punto multicrítico y la dependencia del diagrama de fases (h-T) con el número de capas C y de subcapas n a T>0, y por lo tanto son temas abiertos. En este trabajo, se aborda el estudio del diagrama de fases de metamagnetos anisotrópicos con un número impar de capas entre C=3, 5, 7, 9 y 11 con n=2. Se realizaron simulaciones Monte Carlo con condiciones de contorno periódicas en el plano y abiertas en la dirección del h. Se estudió la evolución dinámica hacia el equilibrio de las capas, observándose como las interfases afectan el acoplamiento con el campo h. Se definió el parámetro de orden se aplicó el estudio de la dinámica de tiempos cortos para obtener la línea AF-PM correspondiente a los valores 3.65≤T≤4.50 y 0≤h≤1.0, demostrándose que es continua e independiente de C. Se determinó que las transiciones son continuas y se caracterizaron por medio del cálculo de los exponentes críticos.