Materiais magnéticos nanoestruturados via litografia coloidal

Este trabalho consiste na investigação da estabilização e potenciais aplicações de texturas magnéticas e do potencial de aplicação em sistemas nanoestruturados de permalloy (Py - Ni19Fe81) e multicamada Co/Pt obtidos por litografia coloidal. No primeiro caso, exploramos a ocorrência de vórtices magnéticos em nanoestruturas curvas auto-suportadas chamadas de calotas esféricas. A estabilização e a reversão da magnetização de vórtices em calotas foram estudadas por simulações micromagnéticas, usando o software MUMAX3, com resultados suportados experimentalmente através da fabricação e caracterização de calotas esféricas com diâmetro variado. Foram realizadas caracterizações morfológica e magnética via microscopia eletrônica de varredura, microscopia eletrônica de transmissão, magnetometria de amostra vibrante e holografia de elétrons, onde o material apresentou propriedades características de vórtice. Com esses resultados, a utilização do material em estudo nas aplicações conhecidas como hipertermia magnética e spintrônica foi discutida. No segundo caso, investigamos o efeito da dinâmica de paredes de domínio em curvas IxV (corrente em função da tensão) de arranjos padronizados de nanofios chamados de redes kagomé. Os dados foram úteis para a criação de um modelo efetivo para representar as descobertas experimentais que prevêem um dispositivo do tipo memristor, na faixa de frequência de gigahertz. Por último, exploramos o intrigante fenômeno de skyrmions isolados em uma matriz hexagonal curva multicamada Co/Pt. Através de uma combinação de simulações micromagnéticas e observações experimentais, investigamos detalhadamente a complexa interação entre parâmetros magnéticos, curvatura e interação Dzyaloshinskii-Moriya interfacial (iDMI), facilitando a formação dessas estruturas magnéticas topologicamente não triviais. Observamos a formação espontânea de skyrmions isolados (< 150 nm) em uma matriz nanoscópica curva composta por camadas múltiplas simétricas de Pt/Co/Pt sem a necessidade de um campo magnético aplicado. Nossa pesquisa lança luz sobre o impacto profundo da curvatura geométrica na iDMI, oferecendo insights valiosos para a engenharia e controle de configurações skyrmionicas. Em suma, os estudos de ambos os casos podem ser úteis para futuras pesquisas que buscam entender melhor as propriedades magnéticas de nanoestruturas magéticas e suas aplicações em diferentes áreas da tecnologia e medicina.