Estudo do Efeito Maser em Sistemas Magnéticos Nanométricos

• Main Author: Campos, Fillipi Klos Rodrigues de
• Other Authors: Dartora, César Augusto
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: 2013
• Subjects: Teses; Masers; Amplificadores de microondas; Sistemas nanoeletrônicos
• Online Access: http://hdl.handle.net/1884/32789

Resumo: Junções de tunelamento magnéticas (MTJs) são usadas em diversas aplicações tecnológicas atuais, tais como cabeças de leitura magnetorresistivas, sensores de campo magnético e Memórias de Acesso Randômicas Magnéticas (MRAMs), devido ao seu efeito de magnetorresistência gigante, cujas raízes estão ligadas a um mecanismo de espalhamento com uma forte dependência de spin. Evidências a favor da existência de correntes de spin colocam em questão a possibilidade de gerar radiação coerente de micro-ondas em um meio com inversão de população de spin, mantido por uma corrente spin-polarizada. Para responder a essa questão, considerou-se uma junção de tunelamento magnético dentro de uma cavidade ressonante como um sistema promissor. A MTJ é composta por dois eletrodos ferromagnéticos separados por um filme fino de óxido que representa uma barreira de potencial devido ao fato de ter os níveis de Fermi das camadas ferromagnéticas situados na banda proibida (bandgap) do filme de óxido. O modelo completo baseia-se em um Hamiltoniano de transferência para determinar a corrente elétrica de tunelamento, bem como a magnitude da corrente de spin. Equações de taxa fenomenológicas são utilizadas para determinar a taxa de emissão de fótons e a potência de saída, onde a injeção de uma corrente polarizada em spin responsável pelo efeito de inversão de população é determinada pela física da junção de tunelamento magnética. O valor de limiar da corrente de spin para que ocorra ação MASER é estimada com base em valores típicos das grandezas relevantes, como as densidades de estados dos eletrodos ferromagnéticos. Mostrou-se que existe uma grande semelhança entre o comportamento de um LASER semicondutor e a MASER baseado em spin.