Dissertação

Dinâmica de momentos magnéticos acoplados a electrões em sistemas magnéticos condutores EVALUATED

Motivados pelo ramo emergente da spintrónica, estudámos a dinâmica de momentos magnéticos. As equações de Landau-Lifshitz, Landau-Lifshitz-Gilbert e Landau-Lifshitz-Bloch são apresentadas num contexto simultaneamente fenomenológico e semi-clássico. Estudamos a equação de Landau-Lifshitz-Gilbert-Brown que tem em conta as flutuações térmicas e é obtida a partir da equação de Landau-Lifshitz-Gilbert, descrevendo uma partícula magnética, adicionando um campo estocástico. Um teorema da flutuação dissipação surge naturalmente. A equação de Landau-Lifshitz-Gilbert-Brown exibe ruído multiplicativo o que complica a derivação da equação de Fokker-Planck associada. Seguidamente, estudamos fenómenos de transferência de spin em ``magnetic multilayers'' e revemos o modelo de cinco camadas de Slonczewski. As técnicas de sistemas quânticos fora do equilíbrio são apresentadas num capítulo formal. O requerimento da positividade completa das operações quânticas impõe, no formalismo de Lindblad, constrangimentos nas constantes físicas que descrevem a dinâmica dos momentos magnéticos. O formalismo de Keldysh permite-nos derivar a equação de Landau-Lifshitz-Gilbert-Brown para o spin e, para a média sobre as flutuações, a equação de Landau-Lifshtiz-Bloch. Isto é feito introduzindo uma teoria quântica de primeiros princípios que acopla linearmente um spin a um banho bosónico, tomando em conta certas considerações para o banho e fazendo aproximação semi-clássica. Um modelo microscópico descrevendo a interacção de um spin modelando electrões em orbitais 3d com electrões 4s de condução, através de uma interacção sd, e fonões é desenvolvido. O uso de estados coerentes de spin é fundamental neste tratamento quântico de maneira a recuperar os resultados conhecidos. Finalmente, métodos numéricos para abordar a dinâmica de spin são brevemente discutidos.
Dinâmica de Magnetização, Processos Estocásticos, Sistemas Quânticos Abertos, Spintrónica

Outubro 28, 2011, 14:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

CO-ORIENTADOR

Vitalii Dugaev

Departamento de Física (DF)

Professor Catedrático Convidado

ORIENTADOR

Vítor João Rocha Vieira

Departamento de Física (DF)

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