Mecanismos de reversão da magnetização em arranjos de nanotubos de níquel: estudo por simulação micromagnética
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Data de Publicação: | 2018 |
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Título da fonte: | Repositório Institucional da UFPE |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/31770 |
Resumo: | Neste trabalho foram estudados os efeitos da espessura e da variação angular do campo aplicado em arranjos hexagonais de nanotubos de Níquel (Ni). O estudo foi feito por simulação micromagnética utilizando Object Oriented Micro Magnetism Framework (OOMMF) e MuMax3, estes softwares são baseados no método de diferenças finitas (MDF). Uma análise preliminar acerca dos modos de reversão foi feita por meio de cálculo e comparação da competição energética existente no nanotubo. Desse estudo analítico, confirmamos que os modos de reversão que aparecem, considerando as configurações geométricas apresentadas nos resultados, são o Vórtex e o Transversal. Posteriormente a isso, fizemos a análise utilizando simulação micromagnética obtendo curvas de histerese, campo coercitivo Hc e remanescência reduzida Mᵣ, além de um diagrama de fases da energia total em função da espessura do nanotubo, tendo como resultado a confirmação dos cálculos analíticos, os quais apresentam modos de reversão Vórtex ou Transversal. Foi abordada a dependência angular de Hc e Mᵣ para diferentes espessuras β. Com isso, confirmamos que ao variar o ângulo de aplicação do campo magnético há uma mudança no modo de reversão da magnetização. Também foi tema de pesquisa, através das simulações, o comportamento de Hc e Mᵣ para diferentes distâncias entre os nanotubos. Este estudo proporcionou uma análise das interações de troca e dipolar entre os nanotubos. Além disso, obtivemos resultados referentes à simulação dinâmica dos momentos magnéticos, em que é verificado, claramente, a forte influência dipolar nos nanotubos, confirmada através dos mapas de magnetização e dos gráficos da evolução temporal dos momentos. Finalizando nossos resultados, estudamos a reversão dos momentos magnéticos como função do campo magnético invertido. Foram analisados os gráficos para a componente do momento magnético no eixo Z (m) e a energia de troca (Eₑₓcₕ) como função do tempo, e assim modificamos o valor do campo magnético Hₑₓₜ = −∆H, em que ∆H = 5, 10, 20, 50 e 110 mT. Observamos que a importância destas análises é devida aos valores da energia de troca que estão associadas ao modo de reversão dos momentos. No caso de um modo de reversão bem definido, a energia de troca não mudará no tempo durante a reversão. Com isso, há várias formas de acompanhar a reversão dos momentos magnéticos e a ideia de impor várias condições finais, ∆H = 5, 10, 20, 50 e 110 mT, está relacionada com a independência que o sistema deverá assumir a condição de equilíbrio de cada modo de reversão. Desta forma, vemos que em todos os ∆H, a energia de troca muda de diferentes formas e sobretudo oscilando, esta oscilação mostra que não há um modo bem estabelecido e as trocas que ocorrem em m confirmam isto. Por conseguinte, não há um modo bem definido na reversão de nanotubos em arranjo e portanto as soluções de um único nanotubo não se adequam totalmente a esta nova situação. Assim, o estudo sobre a reversão dos momentos magnéticos em função do campo invertido está relacionado com as promessas de gravação em mídias magnéticas. |
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GOMES, Jandrews Linshttp://lattes.cnpq.br/7793873677517445http://lattes.cnpq.br/3590036930228473PADRÓN HERNÁNDEZ, Eduardo2019-08-12T21:11:57Z2019-08-12T21:11:57Z2018-06-12https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/31770Neste trabalho foram estudados os efeitos da espessura e da variação angular do campo aplicado em arranjos hexagonais de nanotubos de Níquel (Ni). O estudo foi feito por simulação micromagnética utilizando Object Oriented Micro Magnetism Framework (OOMMF) e MuMax3, estes softwares são baseados no método de diferenças finitas (MDF). Uma análise preliminar acerca dos modos de reversão foi feita por meio de cálculo e comparação da competição energética existente no nanotubo. Desse estudo analítico, confirmamos que os modos de reversão que aparecem, considerando as configurações geométricas apresentadas nos resultados, são o Vórtex e o Transversal. Posteriormente a isso, fizemos a análise utilizando simulação micromagnética obtendo curvas de histerese, campo coercitivo Hc e remanescência reduzida Mᵣ, além de um diagrama de fases da energia total em função da espessura do nanotubo, tendo como resultado a confirmação dos cálculos analíticos, os quais apresentam modos de reversão Vórtex ou Transversal. Foi abordada a dependência angular de Hc e Mᵣ para diferentes espessuras β. Com isso, confirmamos que ao variar o ângulo de aplicação do campo magnético há uma mudança no modo de reversão da magnetização. Também foi tema de pesquisa, através das simulações, o comportamento de Hc e Mᵣ para diferentes distâncias entre os nanotubos. Este estudo proporcionou uma análise das interações de troca e dipolar entre os nanotubos. Além disso, obtivemos resultados referentes à simulação dinâmica dos momentos magnéticos, em que é verificado, claramente, a forte influência dipolar nos nanotubos, confirmada através dos mapas de magnetização e dos gráficos da evolução temporal dos momentos. Finalizando nossos resultados, estudamos a reversão dos momentos magnéticos como função do campo magnético invertido. Foram analisados os gráficos para a componente do momento magnético no eixo Z (m) e a energia de troca (Eₑₓcₕ) como função do tempo, e assim modificamos o valor do campo magnético Hₑₓₜ = −∆H, em que ∆H = 5, 10, 20, 50 e 110 mT. Observamos que a importância destas análises é devida aos valores da energia de troca que estão associadas ao modo de reversão dos momentos. No caso de um modo de reversão bem definido, a energia de troca não mudará no tempo durante a reversão. Com isso, há várias formas de acompanhar a reversão dos momentos magnéticos e a ideia de impor várias condições finais, ∆H = 5, 10, 20, 50 e 110 mT, está relacionada com a independência que o sistema deverá assumir a condição de equilíbrio de cada modo de reversão. Desta forma, vemos que em todos os ∆H, a energia de troca muda de diferentes formas e sobretudo oscilando, esta oscilação mostra que não há um modo bem estabelecido e as trocas que ocorrem em m confirmam isto. Por conseguinte, não há um modo bem definido na reversão de nanotubos em arranjo e portanto as soluções de um único nanotubo não se adequam totalmente a esta nova situação. Assim, o estudo sobre a reversão dos momentos magnéticos em função do campo invertido está relacionado com as promessas de gravação em mídias magnéticas.CAPESIn this work the effects of the thickness and the angular variation of the field applied in hexagonal arrangements of nickel (Ni) nanotubes were studied. The study was done by micromagnetic simulation using Object Oriented Micro Magnetism framework (OOMMF) and MuMax3, these software are based on the finite difference method (MDF). A preliminary analysis of the modes of reversal was done by means of calculating comparison of predominant energies. From this analytical study we confirm that the modes of reversion that appear, considering the geometric configurations presented in the results, are the Vortex and the Transversal. Subsequently to this, we performed the analysis using micromagnetic simulation obtaining hysteresis curves, coercive field Hc and reduced remanecence Mr, in addition to a phase diagram of the total energy as a function of the thickness of the nanotube, resulting in the confirmation of the analytical calculations, the which have Vortex or Transversal modes. The angular dependence of Hc and Mᵣ for different β thicknesses. With this, we confirm that by varying the angle of application of the magnetic field there is a change in the mode of reversal of the magnetization. It was also a research topic, through the simulations, the behavior of Hc and Mᵣ for different distances between nanotubes. This study provides an analysis of the exchange and dipole interactions between nanotubes. In addition, we obtained results concerning the dynamic simulation of the magnetic moments, in which the strong dipolar influence on the nanotubes is verified, confirmed by the magnetization maps and the graphs of the time evolution of the moments. Finishing our results, we studied the reversal of magnetic moments as a function of the inverted magnetic field. We analyzed the graphs for the magnetic moment component in the Z axis (m) and the exchange energy (Eₑₓcₕ) as a function of time, and thus modify the value of the magnetic field Hₑₓₜ = −∆H, on what ∆H = 5, 10, 20, 50 e 110 mT. We observed that the importance of these analyzes is due to the values of the exchange energy that is associated with the mode of reversion of the moments. In the case of a well-defined reversal mode, the exchange energy will not change in time during the reversal. With this, there are several ways of following the reversal of magnetic moments and the idea of imposing several final conditions, ∆H = 5, 10, 20, 50 e 110 mT, it is related to the independence that the system should assume the equilibrium condition of each mode of reversion. In this way, we see that in all ∆H, the exchange energy changes in different ways and above all, oscillating, this oscillation shows that there is no well established mode and the changes occurring in mz confirm this. Therefore, there is no well defined mode in the reversal of nanotubes in arrangement and therefore the solutions of a single nanotube do not fully fit this new situation. Thus, the study on the reversal of magnetic moments as a function of the inverted field is related to promises of recording in magnetic media.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Ciencia de MateriaisUFPEBrasilAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessCiência de materiaisNanotubosMagnetizaçãoMecanismos de reversão da magnetização em arranjos de nanotubos de níquel: estudo por simulação micromagnéticainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisdoutoradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPETHUMBNAILTESE Jandrews Lins Gomes.pdf.jpgTESE Jandrews Lins Gomes.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1429https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/31770/6/TESE%20Jandrews%20Lins%20Gomes.pdf.jpg9f051d06a3f26cf25a73091c590dc764MD56ORIGINALTESE Jandrews Lins Gomes.pdfTESE Jandrews Lins Gomes.pdfapplication/pdf13923172https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/31770/1/TESE%20Jandrews%20Lins%20Gomes.pdf70aaa48fa062dd4f09edbffbc863da24MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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