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Papers by Murilo Velo

Orientadores: Fanny Béron, Kleber Roberto PirotaDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de... more Orientadores: Fanny Béron, Kleber Roberto PirotaDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb WataghinResumo: Interações dipolares são amplamente estudadas em magnetismo, devido ao fato de que elas têm um papel fundamental na maioria dos sistemas magnéticos. Porém, para vários sistemas, o cálculo das interações magnetostáticas é feito de duas maneiras: considerando-se apenas o primeiro termo da expansão multipolar e/ou aproximando as entidades magnéticas por dipolos perfeitos. Neste trabalho iremos realizar este cálculo de maneira exata, através da expansão multipolar, considerando a forma geométrica da entidade magnética. Para tal montamos um sistema macroscópico bidimensional composto por agulhas magnéticas de bússola, no qual foi automatizado a aquisição de imagens e o controle de campo magnético. No objetivo de verificar a exatidão do nosso cálculo, implementamos uma simulação utilizando o método de Monte Carlo para comparar com os resultad...

Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2021

Interacoes dipolares sao amplamente estudadas em magnetismo, devido ao fato de que elas tem um pa... more Interacoes dipolares sao amplamente estudadas em magnetismo, devido ao fato de que elas tem um papel fundamental na maioria dos sistemas magneticos. Porem, para varios sistemas, o calculo das interacoes magnetostaticas e feito de duas maneiras: considerando-se apenas o primeiro termo da expansao multipolar e/ou aproximando as entidades magneticas por dipolos perfeitos. Neste trabalho iremos realizar este calculo de maneira exata, atraves da expansao multipolar, considerando a forma geometrica da entidade magnetica. Para tal montamos um sistema macroscopico bidimensional composto por agulhas magneticas de bussola, no qual foi automatizado a aquisicao de imagens e o controle de campo magnetico. No objetivo de verificar a exatidao do nosso calculo, implementamos uma simulacao utilizando o metodo de Monte Carlo para comparar com os resultados experimentais. Focamos o estudo sobre sistemas de duas e cinco agulhas, sendo que o primeiro permite a comparacao com a solucao analitica exata do problema. Observamos que a introducao dos termos de ordem mais alta na expansao multipolar modifica o potencial magnetico gerado por uma agulha de bussola. A expansao multipolar do potencial mostrou que devemos considerar termos de ordem l = 1, 3 e 5, sendo que os termos de ordem par sao nulos e termos l ? 7 sao despreziveis. A simulacao de Monte Carlo reproduziu com fidelidade o comportamento dos sistemas experimentais, mostrando uma boa concordância entre as curvas de histerese simuladas e experimentais. Explicamos os resultados a partir do fato que a expansao multipolar introduz minimos locais nos diagramas de energia de interacao de duas particulas com campo magnetico aplicado nulo. Estas regioes sao conhecidas como os pontos de equilibrio metaestaveis de um sistema magnetico. Para um sistema de duas agulhas, descrevemos como os saltos na curva de histerese estao relacionados com descontinuidades na trajetoria no espaco de fases de energia do sistema, criadas pelos termos de ordem mais alta. Dos nossos resultados, concluimos que para descrevermos o comportamento magnetico de um sistema de agulhas de bussola, devemos levar em conta termos de ordem mais alta na expansao multipolar, bem como a geometria desta entidade Abstract

Resumos do..., 2019

Gelo de spin artificial (GSA) é um sistema 2D frustrado formado por nanomagnetos (ilhas) interage... more Gelo de spin artificial (GSA) é um sistema 2D frustrado formado por nanomagnetos (ilhas) interagentes, no qual emergem monopolos magnéticos enquanto quasipartículas e cordas de Dirac devido à frustração. O objetivo deste trabalho foi realizar simulações micromagnéticas (SMM) de GSA a fim de relacionar sua curva de magnetização com a emergência desses fenômenos. Já existem simulações bem sucedidas nesse sentido, mas que utilizaram o método de Monte Carlo (MC). Apesar de pouco utilizadas no contexto de GSA, mostramos que SMM não só são capazes de reproduzir os resultados experimentais como oferecem uma descrição mais completa do sistema. Em particular, propomos que rugosidades na superfície das ilhas podem ser a origem física da desordem colocada fenomenologicamnete nas simulações de MC.

Physics Open, 2020

Despite its easy experimental implementation, macroscopic systems composed of compass needles arr... more Despite its easy experimental implementation, macroscopic systems composed of compass needles array show a rich and complex variety of physical phenomena that are not yet fully understood. In this work we consider the experimental realization of a square lattice of equally spaced millimeter sized compass needles, as well as its theoretical approach taking into account a proper higher order moments expansion of the magnetic potential, considering the actual shape of a compass needle. A Monte Carlo simulation, done using interaction energy value given by the previous expansion, showed excelent agreement with experimental results for the squared array magnetization process. Rather than the unique commonly considered dipolar contribution, the results evidence the importance of multipole expansion in considering interactions among magnetic elements with finite size, attributing to the magnetic particle shape a critical importance that could raise higher order contributions. In addition to the clear pedagogical relevance, the conclusions deserve attention, and reopen the discussion of whether dipolar interaction is the only relevant contribution to be considered in theoretical models in which magnetostatic interactions are important, e.g. superparamagnetic nanoparticles models.

XXIV Congresso de Iniciação Científica da Unicamp, 2016

The growing interest in magnetic nanowires (NWs) is connected to possibility of employing them fo... more The growing interest in magnetic nanowires (NWs) is connected to possibility of employing them for advanced applications in wide technological fields, such as data storage and biotechnology. In addition, NWs can be used as sensor devices for several applications, since they present high sensitivity to their environment. One of the major challenges when dealing with transport measurements in NWs is to trap them between electrodes, which allows electrical characterization and therefore fabrication of nanowire-based devices. Electrically neutral NWs can be deposited by dielectrophoresis (DEP) method, which requires the application of an alternating electric field between electrodes. In this work, Ni nanowires (NiNWs) fabricated by electrodeposition technique and properly dispersed in a dimethylformalmide (DMF) solution were deposited on top of Pt electrodes using the DEP method. The deposited NiNWs exhibit initially a Schottky-like current versus voltage behavior due to the high contact resistance between NiNW and electrode. Its reduction down to three orders of magnitude, reaching value less than the NiNW resistance, was achieved by depositing an ion beam-assisted 10 nm-thick Pt layer over the NWs extremities. Therefore, this method presents a suitable process of NWs deposition and electrical characterization. This can be used for investigation of electrical transport properties of individual NWs and fabrication of NWsbased devices, such as sensors and field-effect transistors. Especially for ferromagnetic NWs, one can use the present method for fabrication of magnetic field-effect transistors (MagFET).

Nanoscale research letters, 2016

The effect of arrays of nanometer scale pores on the magnetic properties of thin films has been a... more The effect of arrays of nanometer scale pores on the magnetic properties of thin films has been analyzed. Particularly, we investigated the influence of the out-of-plane magnetization component created by the nanopores on the in-plane magnetic behavior of patterned hard/soft magnetic thin films in antidot morphology. Its influence on the coupling in Co/Py bilayers of few tens of nanometer thick is compared for disordered and ordered antidots of 35-nm diameter. The combination of magneto-optical Kerr effect (MOKE) and first-order reversal curve (FORC) technique allows probing the effects of the induced perpendicular magnetization component on the bilayer magnetic behavior, while magnetic force microscopy (MFM) is used to image it. We found that ordered antidots yield a stronger out-of-plane component than disordered ones, influencing in a similar manner the hard layer global in-plane magnetic behavior if with a thin or without soft layer. However, its influence changes with a thicker...

Abstract: Artificial spin ice (ASI) is a magnetic metamaterial designed to exhibit frustration [1... more Abstract: Artificial spin ice (ASI) is a magnetic metamaterial designed to exhibit frustration [1]. It consists of an array of magnetostatically interacting nanomagnets arranged in a geometry that prevents these interactions to be all satisfied simultaneously. They were originally conceived to replicate, in an artificial manner, interesting frustration induced phenomena found in natural frustrated magnets known as spin ices [2].<br/><br/>One of those most remarkable phenomena is the emergence of quasiparticles similar to magnetic monopoles when such materials are excited above the ground state [3]. In ASI, this behavior is experimentally reproduced by subjecting the system to a magnetization cycle [4]. The magnetization reversal proceeds by creation of one-dimensional strings of flipped nanomagnets, referred as Dirac strings, that host the magnetic monopoles at their ends. This reversal mechanism has been already reproduced by Monte Carlo-based simulations, where the nan...