Fenômenos de magnônica e fonônica investigados por espalhamento brillouin de luz

Abstract

Nesta tese foram dadas contribuições para um maior entendimento da dependência da frequência de mágnon com a temperatura na granada de ferro e ítrio (Y3Fe5O12-YIG), um material ferrimagnético chave para a spintrônica devido ao seu baixo amortecimento. Com a teoria de renormalização da energia de mágnon foi possível explicar corretamente o comportamento da frequência de mágnon até a temperatura de Curie do material. Em outro experimento, fazendo-se passar uma corrente de carga por uma fita micrométrica de Pt/Ag/Pt sobre um filme de YIG, observou-se a emergência de novos sinais no espectro de espalhamento Brillouin de luz. Estes sinais foram atribuídos ao efeito de bombeamento de fônons pela corrente de spin injetada pela tira do material não magnético. O observado é o recíproco de Onsager: bombeamento de corrente de spin por ondas elásticas. Na área dos antiferromagnetos, foram realizadas também contribuições com a utilização dos materiais IrMn3, um antiferromagneto não colinear com rede de kagome, e arseneto de cobre manganês (CuMnAs), ambos materiais promissores na área de exchange-bias e spintrônica de antiferromagnetos em terahertz. Obtiveram-se as relações de dispersão do IrMn3, calculando-se os campos de exchange dos acoplamentos ferromagnéticos e antiferromagnéticos, além do campo de anisotropia. Sinais de mágnon foram detectados pela primeira vez no CuMnAs e com a utilização da frequência estimou-se o seu campo de anisotropia. Por fim, ainda foi desenvolvido um instrumento capaz de condicionar amostras em um ambiente à vácuo para a realização de espalhamento Brillouin de luz em temperaturas que vão desde próximas ao nitrogênio líquido a temperaturas de Néel e de Curie de vários materiais.