Materiais ferromagnéticos são em geral descritos de forma precisa pela mecânica quântica, onde o ferromagneto é descrito por um problema de N-corpos bastante complexo, complexidade que cresce exponencialmente com o número N de corpos. Nesse sentido, uma descrição teórica analítica em geral se restringe a sistemas muito pequenos.
Existem diversas propostas de se descrever materiais ferromagnéticos em uma escala macroscópica, ainda que de forma aproximada. Considerando algumas simplificações, os modelos existentes são capazes de descrever um sistema ferromagnético dentro de alguns limites de escala de tamanho, desde uma escala menor que 1 nm até escalas superiores a 0.1 mm. Para descrever o ferromagnetismo em uma escala micrométrica, a teoria do micromagnetismo tem se mostrado bastante confiável e é capaz de resolver inclusive as estruturas internas de paredes de domínios magnéticos.
Neste curso, iremos abordar a arte de técnicas de modelagem da física essencial ocorrendo em sistemas e nanoestruturas magnéticas usando a teoria micromagnética
Uma visão geral da física e propriedades dos materiais magnéticos, o efeito da redução de tamanho em tais propriedades, bem como algumas das técnicas de fabricação usuais e ferramentas de caracterização para materiais e nanoestruturas magnéticas, serão apresentadas.
Ao longo do curso, uma introdução a algumas ferramentas gerais será fornecida
incluindo as simulações micromagnéticas e outras técnicas, com exemplos de modelos simples que podem ser construídos e aplicados para compreender e interpretar fenômenos magnéticos observáveis, desde processos de magnetização simples até a dinâmica de ondas de spin.
O uso de programas de domínio público para realizar simulações micromagnéticas de sistemas magnéticos e nanomagnéticos serão discutidos e utilizados. Serão mostrados métodos para usar plataformas remotas para realizar simulações.
