Frases magnéticas, polaritons magnéticos e modos magnetostáticos em filmes e cristais magnônicos de terras-raras

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPqCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Neste trabalho, primeiramente abordamos o estudo das fases magnéticas em filmes finos e ultrafinos de Hólmio (Ho) no intervalo de temperatura entre 20K e 132 K, onde mostramos que o tamanho do filme, os efeitos de superfície e a aplicação do campo magnético externo alteram significativamente o diagrama de fases magnéticas de terra-rara. Também constatamos uma redução correspondente a intensidade do campo magnético externo necessário para saturar a magnetização e para filmes ultrafinos o estado helicoidal não irá se formar. Usamos o calor específico e a susceptibilidade magnética como ferramentas auxiliares para explorar e discutir a natureza das transições de fase na presença de campo magnético externo, temperatura e efeitos magnéticos externos. Neste caso a presença de um campo externo dá origem as fases magnéticas Fan e Spin slip. Em seguida, estudamos os poláritons magnéticos, que são excitações elementares em cristais, em multicamadas periódicas compostas do terra-rara Disprósio (Dy) e Fluoreto de zinco (ZnF2), que define um cristal magnônico. Na presença de um campo magnético externo e em uma determinada temperatura, os efeitos do comportamento efetivo dos poláritons magnéticos fazem surgir novos modos de superfície. Também, no estudo dos poláritons de volume, surge uma região de dispersão, que é bastante conhecida na literatura dos grafenos, como região de “gap zero”. Apresentamos ainda um estudo dos modos magnetostáticos para complementar nossos resultados. Essas novas propriedades são explicadas pelo comportamento efetivo dos poláritons magnéticos em uma multicamada periódica. Usando o modelo do meio efetivo podemos explicar, por exemplo, o comportamento anômalo (hiperbólico) na relação de dispersão dos poláriotns magnéticos. Em suma, discutimos os resultados e apresentamos novas perspectivas para o estudo dos poláritons e modos magnetostáticos nessa nova área de pesquisa, chamada de cristais magnônicos