Análise de excitações magnéticas em diferentes geometrias

Abstract

Este trabalho investiga a estabilidade e a dinâmica de excitações topológicas magnéticas como os skyrmions, bimerons e monopolos de Shankar, em diferentes configurações geométricas e de interação. Este trabalho explora como essas estruturas podem ser estabilizadas em superfícies curvas e nanodiscos magnéticos com interações de Dzyaloshinskii–Moriya (DM) e como a geometria impacta suas propriedades energéticas e resistência à aniquilação. Para os skyrmions, demonstrou-se que a curvatura em análise aumentou a estabilidade térmica, retardando a aniquilação, enquanto para os bimerons, a interação DM e as condições de borda favorecem sua estabilização. No estudo dos monopolos de Shankar, em redes de pirocloro antiferromagnéticas, observou-se que o controle da dinâmica é possível através de variações geométricas, o que aponta para aplicações em spintrônica antiferromagnética. Esse trabalho contribui para a compreensão e controle geométrico dessas estruturas, propondo futuros avanços em tecnologias baseadas em excitações topológicos, especialmente em dispositivos de memória e spintrônica. Palavras-chave: Skyrmions. Bimerons. Monopolos de Shankar. Interação Dzyaloshinskii–Moriya. Estabilidade topológica. Spintrônica. Estruturas antiferromagnéticas. Nanodiscos magnéticos. Superfícies curvas. Excitações topológicos.

This work investigates the stability and dynamics of magnetic topological excitations such as skyrmions, bimerons, and Shankar monopoles, in different geometric and interaction configurations. The study explores how these structures can be stabilized on curved surfaces and magnetic nanodisks with Dzyaloshinskii–Moriya (DM) interactions, and how geometry impacts their energy properties and resistance to annihilation. For skyrmions, it was demonstrated that the analyzed curvature enhanced thermal stability, delaying annihilation, while for bimerons, DM interaction and boundary conditions favored their stabilization. In the study of Shankar monopoles in pyrochlore antiferromagnetic lattices, it was observed that dynamic control is possible through geometric variations, suggesting applications in antiferromagnetic spintronics. This work contributes to the understanding and geometric control of these structures, proposing future advancements in topological defect-based technologies, particularly in memory devices and spintronics. Keywords: Skyrmions. Bimerons. Shankar monopoles. Dzyaloshinskii–Moriya interaction. Topological stability. Spintronics. Antiferromagnetic structures. Magnetic nanodisks. Curved surfaces. Topological defects.