Demagnetization and hysteresis process of an artificial spin ice in a triangular geometry

Neste trabalho estudamos alguns processos de desmagnetização de um gelo de spin artificial em geometria triangular através de dois processos utilizando campo magnético externo: O primeiro processo similar ao processo de histerese, campo magnético em uma única direção, e o segundo através de um campo magnético rotacional e decrescente. Para isto, utilizamos simulações computacionais Monte Carlo, considerando que os spins da rede eram tipo Ising e que estes seriam invertidos somente quando a condição −si.Bi ≤ bi fosse satisfeita. Como tentativa de aproximar nossas simulações dos experimentos feitos em laboratório, adaptamos os valores de nossas simulações para serem proporcionais aos valores obtidos em laboratório e consideramos uma desordem nos spins da rede, fazendo com que o valor do campo magnético mínimo para a inversão bi siga uma distribuição Gaussiana (bi → bc ± b'i ). Esta última consideração seria reflexo da dificuldade de construir os gelos de spins em laboratório, gerando várias ilhas diferentes em uma mesma rede. Além disto, consideramos uma outra desordem no processo similar ao de histerese: o desalinhamento do campo magnético externo com a rede devido suas pequenas dimensões. Os resultados de nosso trabalho foram obtidos através de rede quadradas com 30 espaçamentos de rede e as médias foram tomadas de 50 × 10 amostras (50 redes diferentes e 10 amostras de cada rede). Nestes resultados, percebemos que no processo similar ao de histerese, as redes foram desmagnetizadas e conseguiram alcançar o estado fundamental, mesmo com grandes desordens. Enquanto no processo de campo magnético rotacional percebemos que as redes eram desmagnetizadas mas nenhuma alcançava o estado fundamental. No processo rotacional, o estado fundamental era somente alcançado no interior das redes sem desordem.In this work we studied some demagnetization protocols for an arti cial spin ice in a triangular lattice through two processes using external magnetic elds: The fi rst process is similar to the process of hysteresis, using a magnetic field in one direction, and the second through a rotational and decrasing magnetic field.For this, we used Monte Carlo computer simulations, considering that the lattice spins are fl ipped only when the condition −si·Bi≤bi is satis ed. In an attempt to relate our simulations to laboratory experiments, we adapted our simulations values to be proportional to the values obtained in laboratory and we have considered a disorder in the lattice's spins, in such a way that the minimum reversing magnetic field bi, follows a Gaussian distribution (bi→bc±b'i). This last consideration would be a re flection of the di fficulty of constructing the spin ices in the laboratory, generating several di erent islands in a lattice. Moreover, we considered another kind of disorder in the hysteresis-like process: the misalignment of the external magnetic field with the lattice due to its small dimensions. The results of our work were obtained through square lattices with 30 lattice spacings and averages were taken from 50 × 10 samples (50 dif erents lattices and 10 sample to each lattice). In these results, we realized that the process similar to hysteresis, the lattice were demagnetized and managed to reach the ground state, even with major disorders. While in the process of rotational magnetic field we realized that the lattice were demagnetized but none reached the ground state. In this rotational process, only the ground state was achieved in a small region of the lattice without the disorder.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, CAPES, Brasi