Dependência angular da coercividade para arranjos de nanofios de níquel : estudo por simulação micromagnética

• Autor(a) principal: MARTINS, Ialy Fernanda Gonzaga
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFPE
• Texto Completo: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/35393
• topic: Física da matéria condensada e de materiais; Nanofios; Simulação micromagnética; Nmag

Nesse estudo utilizamos simulação micromagnética com o pacote Nmag, baseado no método de elementos finitos. Foram simulados arranjos hexagonais de nanofios formados por partículas nos formatos de cilindro, elipsóides, cadeias de elipsóides (sendo um arranjo com todos os elipsóides alinhados em relação ao eixo do nanofio e outro com os elipsoides defletidos de angulações inferiores a 5°) e cuboctaedros. Tendo como objetivo avaliar como a forma dos cristais de nanofios influencia nas propriedades magnéticas. Para tal, foram consideradas interação de troca, interação Zeeman e a contribuição magnetostática. Nestas simulações, foi considerado que os nanofios eram policristalinos, de forma que não foi incluída a anisotropia no Ni. Efeitos térmicos também não são levados em conta. Os ciclos de histerese para cada arranjo foram produzidos aplicando um campo externo em ângulos que variaram de 0 a 90° entre o campo magnético aplicado e o eixo dos nanofios. Nos arranjos, os nanofios distaram de 50 nm de centro a centro. As medidas de cada nanofio foram de 40 nm para o diametro médio, 400 nm para comprimento nos formatos com cadeias de elipsóides e de 350 nm para os demais formatos. O malhado produzido no Netgen teve o menor comprimento médio no arranjo formado pela cadeia de elipsoides alinhados, 5.44 nm, enquanto que para o arranjo com único elipsóide, representando cada nanofio, as arestas do malhado foram de 6.9 nm, maior malhado das simulações. Os ciclos de histerese permitiram comparar nossos resultados com trabalhos realizados por outros autores. Foi possível verificar também como a coercividade e a remanência modificavam seu comportamento de acordo com o ângulo de aplicação do campo externo. Para os fios compostos por uma cadeia de elipsóides, a coercividade mudou de aproximadamente 700 Oe a 0 entre os ângulos de 0 a 90°, apresentando uma queda no ângulo de 60°. Para o arranjo com a cadeia de elipsóides desalinhados, o comportamento obtido foi similar e o campo coercitivo variou de aproximadamente 780 Oe a 0, o decaimento ocorreu também no ângulo de 60°. Esse comportamento é semelhante ao modo de reversão coerente. Para os nanofios compostos por uma cadeia de cuboctaedros, a variação na coercividade foi ainda menor e o campo coercitivo assumiu valores entre 200 Oe a 0 sem sofrer o padrão de decaimento observado nos modelos de reversão. A diminuição da coercividade para o arranjo formado por cuboctaedros pode ser associada a sua geometria. Os resultados obtidos para essas estruturas comprovam que o formato dos cristais, bem como as interações dipolares, afetam as propriedades magnéticas e os modos de reversão da magnetização nos nanofios.