Estudio de la respuesta magnética de un sistema bidimensional de nanopartículas interactuantes mediante simulaciones Monte Carlo

C. SOPRANO; G. P. SARACCO; M. A. BAB

Los Reyunos

Congreso; XX Taller Regional de Física Estadística y Aplicaciones a la Materia Condensada; 2023

En este trabajo se estudió un sistema de nanopartículas (NPs) magnéticas monodispersas ubicadas al azar en una matriz no-magnética sólida constituyendo una película. Las NPs se encuentran fijas en celdas cúbicas de lado igual a su diámetro, el cual definió a su vez el espesor de la película. Considerando NPs esféricas, se define una única dirección de fácil magnetización dada por las condiciones intrínsecas de anisotropía del material (en este caso,se estudiaron los valores típicos de hierro y magnetita) y la forma. En los tamaños considerados, los momentos magnéticos atómicos se ordenan en un monodominio y rotan coherentemente entre sí, con lo cual puede considerarse que cada NP posee un supermomento magnético. Esta condición, junto a que las NPs estén impedidas de rotar, por lo que la relajación a considerar corresponde al proceso de Néel. El efecto de la anisotropía de las NPs sobre los supermomentos es la aparición de un estado "bloqueado", en el que las NPs se alinean en la dirección del eje de anisotropía, con lo cual se observa un ciclo de histéresis frente a la acción de un campo magnético externo oscilante (h). Este bloqueo es un estado fuera de equilibrio cuya observación depende del intervalo de tiempo de medición (τm) y el de relajación (τN), el cual asimismo depende de la temperatura (T). Cuando τm es mayor o igual a τN, las NPs se van orientando aleatoriamente a favor o en contra del eje de anisotropía, alcanzando el estado de equilibrio superparamagnético (SPM). El cambio del estado bloqueado al SPM permite definir una T de bloqueo.