Equilibrium magnetization configurations in helical ferromagnets
Ot Garcés Ortiz, Òscar Iglesias Clotas (tutor). Universitat de Barcelona
El papel de la topología y la geometría de los sistemas físicos ha llamado la atención de diferentes ramas de la física tanto a nivel teórico, como experimental o para estudios computacionales. En particular, se ha mostrado que la geometría de los sistemas tiene un rol muy importante tanto en física de fluidos, tópicos en cristales líquidos, dinámica de dominios magnéticos o teoría de bandas, entre otras. En el caso concreto del estudio de la estructura de la magnetización, los efectos de curvatura se han estudiado para geometrías no triviales muy diversas, desde nanotubos hasta bandas de Möbius, estudiando cada caso por separado. No obstante, recientemente se ha desarrollado un marco teórico para describir la dinámica de la magnetización en geometrías genéricamente curvadas que se puede aplicar para estudiar las configuraciones estables de la magnetización a bajas temperaturas. A lo largo del trabajo, hemos realizado un estudio detallado de los efectos de la curvatura en las configuraciones de la magnetización en nanoestrcuturas de dimensionalidad baja, concretamente, nanohilos magnéticos. Para ello, presentamos un modelo basado en una aproximación continua de la energía micromagnética relevante, que incluye interacción de intercambio y anisotropía. El modelo muestra cómo la curvatura induce interacciones efectivas de Dzyaloshinksii-Moriya y anisotropía, que no son presentes en el caso de geometrías no curvadas. Nuestro estudio se centra concretamente en hélices ferromagnéticas, en las que hemos estudiado las configuraciones estables de la magnetización para diferentes valores de curvatura y torsión, y hemos podido mostrar que se produce una transición entre configuraciones casi-tangenciales y las llamadas configuraciones onion-state, al variar estos dos parámetros. Para validar nuestras predicciones teóricas hemos realizado simulaciones atomísticas basadas en métodos Monte Carlo utilizando un código desarrollado por nosotros para redes discretas de espines.
(Resumen completo: Ot Garcés Ortiz)
