Registro:
| Documento: | Tesis de Grado |
| Título: | Desarrollo de un magnetómetro óptico de efecto Kerr polar para el estudio de la dinámica de dominios en muestras ferromagnéticas |
| Autor: | Alberici, Matías Emanuel |
| Editor: | Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales |
| Publicación en la web: | 2022-06-15 |
| Fecha de defensa: | 2020-12-21 |
| Fecha en portada: | 2020 |
| Grado Obtenido: | Grado |
| Título Obtenido: | Licenciado en Ciencias Físicas |
| Departamento Docente: | Departamento de Física |
| Director: | Capeluto, María Gabriela; Pasquini, Gabriela |
| Jurado: | Schmiegelow, Christian Tomás; Iemmi, Claudio César; Quintero, Mariano Horacio |
| Idioma: | Español |
| Formato: | PDF |
| Handle: |
http://hdl.handle.net/20.500.12110/seminario_nFIS000084_Alberici |
| PDF: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/seminario/seminario_nFIS000084_Alberici.pdf |
| Registro: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/collection/seminario/document/seminario_nFIS000084_Alberici |
| Ubicación: | Dep.FIS 000084 |
| Derechos de Acceso: | Esta obra puede ser leída, grabada y utilizada con fines de estudio, investigación y docencia. Es necesario el reconocimiento de autoría mediante la cita correspondiente. Alberici, Matías Emanuel. (2020). Desarrollo de un magnetómetro óptico de efecto Kerr polar para el estudio de la dinámica de dominios en muestras ferromagnéticas. (Tesis de Grado. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de http://hdl.handle.net/20.500.12110/seminario_nFIS000084_Alberici |
Resumen:
Las técnicas magneto-ópticas, basadas en el principio de rotación de Faraday-Kerr, son herramientas ampliamente utilizadas para estudiar fenómenos magnéticos en la micro y mesoescala que han cobrado especial relevancia por su utilidad para estudiar la dinámica en dominios. En este trabajo se describe el diseño, modelado y construcción de un magnetómetro láser de efecto Kerr polar que será utilizado para medir la respuesta dinámica de paredes de dominios en multicapas de materiales ferromagnéticos, ante la aplicación de campos alternos.El principio de medición de la señal magneto óptica se basa en una técnica de detección balanceada, siendo la magnetización proporcional a la resta de dos señales. En primer lugar, se estudio un modelo simple para describir la evolución de los dominios magnéticos ante un campo alterno. Para ello, se propuso un modelo de Ising que incluye dependencia temporal y permite modelar sistemas donde predomina el desorden. Las simulaciones hechas en segmentos de pared muestran que la magnetización en general crece en alguna dirección privilegiada, probablemente favorecida por las fluctuaciones del desorden. Sin embargo, con este modelo no es posible tener en cuenta efectos de forma en los dominios, ni estudiar dominios de dimensiones realistas. Por este motivo, se tomaron resultados a partir de una descripción alternativa basada en las ecuaciones de Guinzburg-Landau con un modelo del tipo φ^4 para la energía, con los cuales podemos obtener una señal realista de cómo es el decaimiento del área en dominios ante pulsos alternos. En segundo lugar, se modelaron los coeficientes magnetoópticos responsables del efecto Kerr, utilizando una teoría basada en matrices de propagación, que puede aplicarse a muestras multicapas con un número arbitrario de capas. Estos coeficientes son proporcionales a la magnetización, y dan cuenta del pasaje de polarización s a p debida al efecto Kerr. Es posible además estimar en ángulo de rotación Kerr utilizando estos coeficientes, y se estimó un rotación Kerr del orden de los miligrados para muestras multicapas ferromagnéticas, lo que coincide con datos experimentales. Luego, una vez obtenida la señal esperada para la evolución temporal de la magnetización y el valor de los coeficientes magneto ópticos, se realizó un diseño del magnetómetro y se calculó la señal Kerr que se espera medir. Se describió a la propagación de los haces a través del sistema óptico empleando el formalismo de matrices de Jones, lo que permitió considerar a los elementos ópticos como no ideales. Se modeló la señal medida por el detector balanceado, considerando las eficiencias de los detectores. Considerando los posibles errores debidos a un sistema no ideal y los parámetros de la detección se estimó un error en la determinación de la magnetización del 7 % máximo para condiciones experimentales típicas. Además, fue posible calcular la relación señal ruido S/N en función de diferentes parámetros que intervienen en la misma, estableciendo un valor de S/N representativo del experimento. Simulando las operaciones de un amplificador Lock In, se analizó qué tan bien puede reconstruirse la respuesta de la magnetización a los pulsos alternos, encontrando que con el sistema de medición propuesto podría recuperarse la dinámica esperada. Finalmente, se construyó una versión preliminar del magnetómetro de forma experimental, diseñando para ello una fuente de corriente para modular el láser así como el sistema de fotodetección. Se logró medir un ciclo de histéresis, consistente con datos experimentales previos, quedando el camino allanado para estudiar la dinámica de dominios.
Citación:
---------- APA ----------
Alberici, Matías Emanuel. (2020). Desarrollo de un magnetómetro óptico de efecto Kerr polar para el estudio de la dinámica de dominios en muestras ferromagnéticas. (Tesis de Grado. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/seminario_nFIS000084_Alberici
---------- CHICAGO ----------
Alberici, Matías Emanuel. "Desarrollo de un magnetómetro óptico de efecto Kerr polar para el estudio de la dinámica de dominios en muestras ferromagnéticas". Tesis de Grado, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2020.https://hdl.handle.net/20.500.12110/seminario_nFIS000084_Alberici
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