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INIZIO_TESTO_DA_INDICIZZARE

PROGRAMMA DI RICERCA 2006

italiano - english
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
Classificazione brevettuale
  • PHYSICS
    • MEASURING (counting G06M); TESTING
      • MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRA-RED, VISIBLE OR ULTRA-VIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY (light sources F21, H01J, H01K, H05B; investigating properties of materials by optical means G01N)
      • MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES (measuring physical variables of any kind by conversion into electric variables, see Note (4) following the title of class G01; measuring diffusion of ions in an electric field, e.g. electrophoresis, electro-osmosis G01N; investigating non-electric or non-magnetic properties of materials by using electric or magnetic methods G01N; indicating correct tuning of resonant circuits H03J3/12; monitoring electronic pulse counters H03K21/40; monitoring operation of communication systems H04)
Classificazione geografica
Bibliografia
[1] W.F. Brown, Jr., “Magnetostatic Principles in Ferromagnetism” (North-Holland, Amsterdam, 1962).
[2] A. Aharoni, “Introduction to the Theory of Ferromagnetism” (Oxford University Press, Oxford, 1996).
[3] G. Bertotti, “Hysteresis in Magnetism” (Academic Press, San Diego, 1998).
[4] Landau, L. D., and Lifshitz, E. M. (1935). Theory of the dispersion of magnetic permeability in ferro-
magnetic bodies. Physik. Zeits. Sowjetunion 8, 153{169.
[5] H.B. Callen, J. Phys. Chem. Solids 4, 256 (1958).
[6] J. Fidler, T. Schrefl, “Micromagnetic Modeling – The current state of the art”, J. Phys. D: Appl. Phys. 33 (2000) R135–R156.
[7] S. W. Yuan, H. N. Bertram, IEEE Trans. on Magn., 28 (1992) 2031.
[8] L. Greengard, “Fast algorithms for classical physics”, Science, 265 (1994) 909.
[9] C. Seberino, H. N. Bertram, IEEE Trans. on Magn., 37 (2001) 1078.
[10] H. H. Long, et al., IEEE Trans. on Magn., 42 (2006) 295.
[11] D. R. Fredkin, T. R. Koehler, "Hybrid method for computing demagnetizing fields" IEEE Trans. Magn. 26 (1990) 415.
[12] H. Forster, et al., “Fast boundary methods for magnetostatic interactions in micromagnetics”, IEEE Trans. on Magn., 39 (2003) 2513.
[13] E. Tonti, ''Finite Formulation of Electromagnetic Field'', IEEE Trans. Magn. 38 (2002) 333 .
[14] C. Giuffrida, et al., Phys. B: Cond. Matter, 372 (2006) 299.
[15] C. Giuffrida, C. Ragusa, M. Repetto, “Magnetization dynamics in metallic thin films by finite formulation”, Journal of Magnetism and Magnetic Material, 290-291 (2005) 475.
[16] Zhu, J.G., Bertram, N., 1989. J. Appl. Phys. 66, 1291.
[17] Donahue, M.J., Porter, D.G., 1999. OOMMF User’s Guide, Version 1.0, Interagency Report NISTIR 6376, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD, see URL:http://math.nist.gov/oommf.
[18] D. Suess, V. Tsiantos, T. Schrefl, J. Fidler, W. Scholz, H. Forster, R. Dittrich, J. Miles, "Time resolved micromagnetics using a preconditioned time integration method", J. Magn. Magn. Mater. 248 (2002) 298-311.
[19] P.S. Krishnaprasad, X. Tan, Physica B 306 (2001) 195.
[20] D. Lewis, N. Nigam, J. Comput. Appl. Math. 151 (2003) 141.
[21] M. d’Aquino, C. Serpico, G. Miano, J. Comput. Phys 209 (2005), 730-753.
[22] m-mag group website, http://www.ctcms.nist.gov/~rdm/mumag.org.html
[23] Kikuchi, R. (1956). On the Minimun of Magnetization Reversal Time. J. Appl. Phys. 27, 1352-1357.
[24] Mallinson, J. C. (1987). On damped gyromagnetic precession. IEEE Trans. Magn. 23, 2003-2004.
[25] G. Bertotti, C. Serpico , I.D. Mayergoyz, ``Nonlinear Magnetization Dynamics under Circularly Polarized Field", Physical Review Letters, vol. 86, no. 4, 22 January 2001, pp. 724-727
[26] G. Bertotti, I.D. Mayergoyz, C. Serpico , ``Spin-wave instabilities in large-scale nonlinear magnetization dynamics'', Physical Review Letters, Vol. 87, No. 21, art. no. 217203 (2001)
[27] C. Serpico , I.D. Mayergoyz, G. Bertotti, ``Analytical solutions of Landau-Lifshitz equation for precessional switching'' Journal of Applied Physics, Volume 93, No. 10, Part 2, May 2003, pp. 909-6911
[28] C. Serpico , M. d'Aquino, G. Bertotti, I.D. Mayergoyz, ``Quasiperiodic magnetization dynamics in uniformly magnetized particles and films'', Journal of Applied Physics, Vol. 95 (11), 2004, pp.7052-7054
[29] Bertotti G, Serpico C, Mayergoyz ID, et al. Magnetization switching and microwave oscillations in nanomagnets driven by spin-polarized currents PHYSICAL REVIEW LETTERS 94 (12): Art. No. 127206 APR 1 2005
[30] Bertotti G, Bonin R, Magni A, et al. Energy equation for the analysis of magnetization relaxation to equilibrium JOURNAL OF MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS 286: 282-285 Sp. Iss. SI FEB 1 2005
[31] C. Serpico, ``Nonlinear magnetization dynamics and magnetization switching in uniformly magnetized bodies'' Journal Of Magnetism And Magnetic Materials 290: 48-54 Part 1 Sp. Iss. SI APR 2005
[32] W.D. Doyle, S. Stinnett, C. Dawson, and L. He, J. Mag. Soc. Jpn 22, 91 (1998).
[33] T.J. Silva et al., J. Appl. Phys. 85, 7849 (1999).
[34] G.M. Sandler et al., J. Appl. Phys. 85, 5080 (1999).
[35] T.J. Silva and T.M. Crawford, IEEE Trans. Magn. 35, 671 (1999).
[36] Podio-Guidugli, Eur. Phys. J. B 19, 417 (2001)
[37] Visintin, Physica B 275, 87 (2000)
[38] W.F.Brown, Phys. Rev. 130, 1677 (1963)
[39] V. Tsiantos, W. Scholz, D. Suess, T. Schrefl, J. Fidler, Journal of Magnetism and Magnetic Materials 242–245 (2002) 999–1001.
[40] R. Kubo, Rep. Prog. Phys. 29, 255 (1966)
[41] J.L. Garcia-Palacios, European Physical Journal B 11, 293-308
[42] F. Bitter, Experiments on the nature of Ferromagnetism, Phys. Rev. 41, 507 (1932)
[43] A. Hubert and R. Schaefer, “Magnetic Domains” (Springer-Verlag, Berlin, 1998).
[44] M. Faraday, Trans. Roy. Soc. 146 (1846) 1
[45] T. H. Johansen, M. Baziljevich, H. Bratsberg, Y. Galperin, P. E. Lindelof, Y. Shen and P. Vase, Phys. Rev. B 54 (1996) 014512;
[46] Ch. Jooss, J. Albrecht, H. Kuhn, S. Leonhardt, and H. Kronmuller, Rep. Prog. Phys. 65 (2002) 651;
[47] L. Gozzelino, F. Laviano, D. Botta, A. Chiodoni, R. Gerbaldo, G. Ghigo, E. Mezzetti G. Giunchi, S. Ceresara, G.Ripamonti - Philos. Mag. B 82 (2002), 1;
[48] L. Gozzelino, D. Botta, A. Chiodoni, R. Gerbaldo, G. Ghigo, F. Laviano, E. Mezzetti – Europhys. Lett., 60 (2002), 910-916
[49] F. Laviano, D. Botta, A. Chiodoni, R. Gerbaldo, G. Ghigo, L. Gozzelino S. Zannella and E. Mezzetti, Superc. Sci. Technol. 16 (2003) 71;
[50] L. Gozzelino, F. Laviano, D. Botta, A. Chiodoni, R. Gerbaldo, G. Ghigo, , E. Monticone, C. Portesi and E. Mezzetti, Superconductor Science and Technology, 16 (2003), 199;
[51] F. Laviano, D. Botta, A. Chiodoni, R. Gerbaldo, G. Ghigo, L. Gozzelino, and E. Mezzetti, Phys. Rev. B 68 (2003) 014507;
[52] F. Laviano, D. Botta, R. Gerbaldo, G. Ghigo, L. Gozzelino, L. Gianni, S. Zannella and E. Mezzetti - Physica C, 404 (2004), 220;
[53] L.Gozzelino, D.Botta, R.Cherubini, A.Chiodoni, R.Gerbaldo, G.Ghigo, F.Laviano, B.Minetti and E.Mezzetti - Superconductor Science and Technology, 17 (2004), S500;
[54]E. Mezzetti, F. Laviano, D. Botta, A. Chiodoni, R. Gerbaldo, G. Ghigo, L. Gozzelino, in “Magneto-Optical Imaging”, edited by T.H. Johansen and D.V. Shantsev, Kluwer Academic Publishers (2004), 167;
[55] F. Laviano, L. Gozzelino, E. Mezzetti, P. Przyslupski, A. Tsarev, A. Wisniewski, Appl. Phys. Lett. 86 (2005) 152501.
[56] Th. Gerrits et al., Journal of Applied Physics 89, 7648 (2001); E. Beaurepaire, Physical Review Letters 76, 4250 (1996)
[57] L. Parlato, G. P. Pepe, R. Latempa, C. De Lisio, C. Altucci, P. D’Acunto, G. Peluso, A. Barone, T. Taneda and R. Sobolewski, ''Time-resolved photoresponse of nanometer-thickness Nb/NiCu bilayers'', Applied Surface Science 248, 177 (2005);
[58] L. Parlato, G. P. Pepe, R. Latempa, P. D’Acunto, G. Peluso, and A. Barone, C. Granata and M. Russo, ''High quality superconducting Josephson junctions on LiNO3 electro-optical crystals'', Applied Physics Letters 86, 202501 (2005);
[59]A. Ruotolo, G.P. Pepe, A. Oropallo, P.Perna, U. Scotti di Uccio, F. Miletto Granozio, ''Magnetic and magnetotransport properties of La0.7Sr0.3MnO3 /Permalloy heterostructures'', Applied Physics Letters (2006) in press.
[60]A. Ruotolo, C. Bell, C.W. Leung and M.G. Blamire, Perpendicular magnetic anisotropy and structural characterization of CuNi/Cu multilayers, J. App. Phys 96, 512 (2004);
[61]Patents:
1) Dispositivo di rilevazione di grandezze fisiche, in particolare un campo magnetico, a film sottile e relativo procedimento di rilevazione (Thin film based magnetic field detector and corresponding detection process), Italian Patent Office, BN387, TO2005A000758, 26/10/2005
2) Rete magnetoresistiva nanostrutturata e relativo procedimento di rilevazione di campo magnetico ( Nanostructurated magnetoresistive network and corresponding detection process), Italian Patent Office, BN388, TO2005A000759, 26/10/2005
Parole Chiave
MICROMAGNETISMO, DINAMICA DI MAGNETIZZAZIONE, EQUAZIONE LANDAU-LIFSHITZ-GILBERT, ANALISI MAGNETO-OTTICA, TECNICA PUMP-PROBE, FENOMENI DISSIPATIVI, FLUTTUAZIONE TERMICHE, SWITCHING DELLA MAGNETIZZAZIONE, RISONANZA FERROMAGNETICA

Dinamica non lineare e rilassamenti in sistemi micromagnetici

Università degli Studi di Napoli "Federico II"
Abstract
Questo progetto è dedicato allo studio teorico, computazionale e sperimentale della dinamica non lineare della magnetizzazione in sistemi micromagnetici (film sottili magnetici micrometrici). Lo studio teorico della dinamica di magnetizzazione è stato oggetto di ricerca per molti anni. Tradizionalmente, questo studio è stato alimentato dalle problematiche relative al problemadella risonanza ferromagnetica e principale enfasi è stata posta sulla dinamica lineare della magnetizzazione in prossimità dell’equilibrio. Recentemente, c'è stato un crescente interesse riguarda lo studio della dinamica nolineare della magnetizzazione lontano dall’equilibrio. Questo interesse e' connesso ai recenti sviluppi delle tecnologie di registrazione magnetica. Allo scopo di descrivere la dinamica di magnetizzazione, sono state proposte equazioni fenomenologiche che partono da considerazioni di semplicità e di compatibilità con la teoria micromagnetica. Tra queste, l’equazione di Landau-Lifshitz-Gilbert (LLG) è universalmente accettata ed utilizzata. A questo proposito, studi sperimentali di dinamica di magnetizzazione su scale dei tempi piccole hanno mostrato che gli effetti della dissipazione si manifestano in modo molto più complesso di quanto ci si aspetterebbe dall’equazione di Landau-Lifshitz-Gilbert nella sua forma più semplice. A tale riguardo, una problematica interessante e ancora aperta è se questo comportamento complesso possa essere descritto assumendo che il parametro di >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Claudio Serpico Università degli Studi di NAPOLI "Federico II"
Obiettivo del Programma di Ricerca
L’obiettivo principale del progetto è lo sviluppo e la verifica sperimentale di modelli e metodologie teorico-computazionali, basate sulla teoria micromagnetica e le sue generalizzazioni dinamiche basate sull’equazione di Landau-Lifshitz-Gilbert (LLG), per prevedere il comportamento dinamico non lineare e lontano dall’equilibrio di materiali ferromagnetici su scala micrometrica e submicrometrica. Lo sviluppo e la verifica dei modelli di dinamica micromagnetica e delle collegate metodologie analitiche e computazionali sarà particolarmente incentrata sullo studio dei processi dissipativi, dei fenomeni di rilassamento e dei loro stretti legami.
Il raggiungimento dell’obiettivo si basa su attività teoriche, computazionali e sperimentali, tra loro strettamente integrate.

- Gli obiettivi dell’attività teorico-computazionale
1) Esame e selezione dei modelli già sviluppati in letteratura, e sviluppo di modelli innovativi basati sulle equazioni micromagnetiche e sull’equazione LLG, con particolare riferimento ai fenomeni dissipativi e ai rilassamenti in condizioni non lineari e lontane dall’equilibrio.
2) Derivazione soluzioni problemi di dinamica nonlineare micromagnetica in condizioni fisico-geometriche idealizzate in maniera analitica (esatta) o semianalitica. Queste soluzioni, qualora disponibili possono servire come punto di riferimento per verificare i codici numerici e per suggerire condizioni operative sperimentali particolarmente >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
La descrizione dei materali magnetici su scala micrometrica e nanometrica si basa sulla teoria nota come micromagnetismo. Nell’ambito di questa teoria, il materiale è descritto come un mezzo continuo caratterizzato da un classico campo vettoriale di magnetizzazione, e le possibili configurazioni magnetiche sono rappresentate da minimi locali dell’energia libera magnetica, espressa come funzionale del campo vettoriale di magnetizzazione (equazioni di Brown)[1-3]. Le equazioni di Brown costituiscono la soluzione del problema di minimizzazione dell’energia libera. Come tali, esse non danno alcuna informazione sulla dinamica della magnetizzazione che avviene quando il sistema passa da un minimo all’altro dell’energia libera, oppure quando il sistema è forzato in stati dinamici lontani dall’equilibrio, ad esempio sotto l’azione di un campo esterno o delle fluttuazioni termiche.
Allo scopo di descrivere la dinamica di magnetizzazione, sono state proposte equazioni fenomenologiche che poggiano su considerazioni di semplicità e di compatibilità con il micromagnetismo. Tra queste, l’equazione di Landau-Lifshitz-Gilbert (LLG) svolge un ruolo particolarmente importante ed è universalmente accettata ed utilizzata. Quest’equazione consta di due termini: un termine conservativo di precessione di Larmor e un termine di damping fenomenologico che tiene conto dei processi di rilassamento di origine microscopica [4,5].
L’equazione LLG e la sua controparte statica, le equazioni >>>