INFLUENCIA DE LAS INTERACCIONES DIPOLARES EN EL COMPORTAMIENTO DE NANOPARTÍCULAS MAGNÉTICAS

KELIN TAPIA VILLARROEL; G. P. SARACCO; BAB, MARISA ALEJANDRA

Congreso; XVIII Encuentro de Superficies y Materiales Nanoestructurados, NANO 2018; 2018

Y-Tec

Los sistemas de nanopartículasmagnéticas inmersas en matrices no magnéticas son objeto de una intensainvestigación tanto experimental como teórica, en parte debida a susaplicaciones en dispositivos electrónicos, biomedicina, saneamiento de aguas, etc[1,2]. Más allá de las aplicaciones tecnológicas, el fenómeno superparamagnético que exhiben, como consecuencia de que sutamaño lleva a que la relajación tenga lugar por rotación coherente dedominios, reviste un importante interés teórico [3,4]. Sin embargo, debido aque su comportamiento magnético está fuertemente influenciado, tanto porparámetros intrínsecos (ej. estructura cristalina, tamaño, forma, medio en quese encuentran, interacciones) como por parámetros extrínsecos (tiempo de mediday el campo magnético aplicado), se dificulta establecer modelos teóricossolubles analíticamente.  De esta forma,cobran interés las simulaciones Monte Carlo, ya que permiten estudiar modelosmicroscópicos controlando en forma precisa los parámetros físicos relevantes[5]. En este trabajo estudiamossistemáticamente un modelo simplificado tridimensional, donde se considerannanopartículas magnéticas monodominio, de volumen V, magnetización de saturación M_s y momento magnético ;caracterizadas por una anisotropía uniaxial ydispersas al azar en una matriz no magnética cúbica que les impide rotarfísicamente. Esto último establece que el mecanismo de relajación corresponda ala relajación de Neel [3]. El modelo incluye ademásinteracciones dipolares entre partículas y fluctuaciones térmicas [6].Con el objetivo de caracterizar losefectos de la interacciones dipolares se simularon los ciclos de histéresispara sistemas de nanopartículas esféricas de Fe con diámetro=7.5nm, k = 4.5 ´ 104 J/m, y M_s =1.7106A/m. Se midió la componente de lamagnetización en la dirección del campo magnético para distintas temperaturas,densidades de partículas y orientaciones relativas entre el campo magnético yel eje de anisotropía, incluyendo el caso de orientación al azar. Como condición para definir los tiemposde simulación se considero que el comportamiento magnético del modelo deber serconsistente con el modelo de Stoner-Wohlfarth[7] para el caso limite de bajas densidades. Los resultantes campos coercitivosy magnetizaciones de saturación del sistema serán comparados con aquellosobtenidos para el modelo no interactuante basado en el modelo de Stoner-Wohlfarth con fluctuaciones térmicas. Deeste modo, se discutirán las desviaciones introducidas por las interaccionesdipolares tanto respecto a los resultados de simulaciones como a prediccionesanalíticas[8].[1]Herzer, G., et al. (2005). J. Magn. Magn. Mater., 292, 252-66. [2]Skumryev, V. et al. (2003). Nature, 423, 850-53.[3]Serantes, D. and Baldomir, D. (2012). Op. Surf. Sci. J., 4, 71-84.[4]Knobel, M., et al. (2008). Nanosci. Nanotechnol. 8, 2836-57.[5]Newman, M. E., and Barkema, J. (2002). Monte Carlo Method inStatistical Physics, Oxford University Press.[6]García Otero, J., Porto, M., Rivas, J., anda Bunde, A. (2000). Phys. Rev. Lett. 84,167-170.[7]Stoner, E. C., and Wohlfarth, E. P. (1948). Phylos. Trans. R. Soc. London, Sec. A, 240,599.[8]García Otero, J., García Batista, A. J., and Rivas, J. (1998), J. Magn.Magn. Mat. 189, 377-383.