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Simulaciones micromagnéticas en nanohilos ferromagnéticos de Co-Ni con anisotropía transversal

Resumen

El estudio de los estados remanentes de nanohilos magnéticos es crucial para aplicaciones tecnológicas en grabación magnética, espintrónica y dispositivos de memoria de alta densidad. En este trabajo, realizamos simulaciones micromagnéticas para investigar la formación de vórtices magnéticos transversales (TMV, por sus siglas en ingles) en nanohilos ferromagnéticos de Co85Ni15 con anisotropía magnetocristalina transversal al eje de simetría del cilindro. Mediante el software mumax3, resolvimos numéricamente las ecuaciones de Landau-Lifshitz-Gilbert para el estudio de estados magnéticos remanentes en función de la orientación del campo externo aplicado, la temperatura y el diámetro del nanohilo. Se encontró que las cadenas TMV, a cero absoluto (0 K), emergen como estados remanentes estables cuando el campo magnético de saturación (2 T) se aplica en una orientación cercana a la dirección perpendicular al plano el eje de anisotropía uniaxial y de simetría del nanohilo. Para un barrido longitudinal, estas configuraciones surgen de entre −2.56° y 2.56°, mientras que para un barrido transversal aparecen entre −4.7° y 4.7 ,, evidenciando una marcada dependencia con la dirección de saturación del sistema. Si mantenemos esta misma condición de perpendicularidad, se encuentra que la formación de la cadena no se ve condicionada por la temperatura, al menos si se realizan simulaciones a 300 K, pero sí que se ve ligeramente alterada cuando cambiamos el diámetro del nanohilo. En efecto, un incremento en el diámetro (de 60 a 140 nm , en intervalos regulares de 5 nm ) reduce la cantidad de TMV a lo largo del nanohilo o puede alterar la estructura regular de la cadena TMV. Finalmente, se propone un método para realizar la inversión localizada de la polarización del núcleo del vórtice. Los resultados indican que la nucleación de la polarización de un TMV es posible para un campo 178 mT, manteniéndose además la quiralidad del TMV durante todo el proceso. En consecuencia, dada la naturaleza binaria de la polarización, se evidencia el posible potencial de estas estructuras para aplicaciones como memorias magnéticas de tipo racetrack de alta velocidad.