Propriedades magnéticas e fenômenos de spintrônica no antiferromagneto de Heisenberg RbMnF3

Abstract

O RbMnF3 é um antiferromagneto isolante com uma estrutura cristalina do tipo perovskita cuja temperatura de Néel é TN ≈ 82,6 K e que apresenta um campo de anisotropia cristalina muito pequeno, de forma que tal material pode ser considerado um protótipo de um antiferromagneto de Heisenberg tridimensional. Esta tese de doutorado tem como objetivo estudar as propriedades magnéticas do RbMnF3 juntamente com fenômenos de transporte de correntes de spin utilizando técnicas experimentais e teóricas. As frequências de ressonância podem ser calculadas tanto com um tratamento semiclássico pelo formalismo de Landau-Lifshitz quanto com um tratamento quântico de ondas de spin considerando a interação hiperfina das sub-redes eletrônicas e nucleares, bem como os termos de Zeeman, de troca e de anisotropia cristalina. Por conseguinte, são relatadas aqui observações do efeito de bombeamento de spin eletrônico-nuclear no RbMnF3 por meio de sinais de tensão elétrica da ordem de μV que persistem até uma temperatura de quase 20 K. Além disso, investigações sobre o efeito Seebeck de spin foram realizadas tanto na fase spin-flop quanto na paramagnética desse material, de modo que o coeficiente Seebeck apresenta um aumento inesperado com a temperatura acima de TN . Cálculos numéricos foram feitos baseados nas relações de dispersão e na teoria de difusão de mágnons bulk para o efeito de Seebeck de spin e apresentam uma ótima concordância com os dados experimentais para a fase spin-flop. Por fim, é relatada a observação dos efeitos de polarização de troca recíproco e de acoplamento de mola magnética em bicamadas de Py/RbMnF3, com a espessura do antiferromagneto muito maior que a do ferromagneto. Com isso, espera-se que os resultados aqui apresentados estimulem o desenvolvimento de pesquisas teóricas e experimentais sobre magnetismo e spintrônica em antiferromagnetos isolantes.