Ondas de spin magnetostáticas em sistemas milieletromecânicos

Abstract

Este trabalho de monografia apresenta um estudo sobre as ondas de spin magnetostáticas em sistemas milieletromecânicos (mEMS) baseados em filmes espessos ferromagnéticos. Inicialmente, realiza-se uma revisão teórica abrangente das propriedades magnéticas dos materiais, classificação dos materiais magnéticos e as equações de Maxwell aplicadas ao fenômeno, destacando as ondas de spin e suas características. Em seguida, discute-se a formulação teórica dos modos magnetostáticos, incluindo a equação de Walker, modos de precessão uniforme e os modos propagantes de volume e de superfície. A pesquisa avança com a análise dos sistemas mEMS, apresentando seus princípios, materiais utilizados e principais propriedades como piezoresistividade, piezoeletricidade e termoeletricidade, além de suas diversas aplicações, como acelerômetros, giroscópios, sensores de pressão e magnetômetros. Na seção de resultados, investigam-se as propriedades de propagação dos modos magnetostáticos de ondas de spin em filmes espessos, com destaque para a dinâmica da magnetização, quantização dos modos de volume, suas relações de dispersão e confinamento energético. São apresentados resultados numéricos detalhados, incluindo o cálculo da velocidade de grupo, e discutida a relevância desses modos para a operação e eficiência dos dispositivos mEMS. Também são explorados os modos de superfície e os modos mistos, ampliando a compreensão sobre os comportamentos magnetostáticos nesses sistemas. Finalmente, o trabalho apresenta uma análise geral dos modos de ondas de spin em sistemas mEMS, ressaltando as perspectivas futuras para aplicação e otimização destes dispositivos baseados em fenômenos magnéticos. O estudo contribui para o desenvolvimento teórico e aplicado de tecnologias magneto-mecânicas em escala micro, essenciais para a inovação em sensores e atuadores avançados.