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Type: Tese
Title: Nanopartículas magnéticas: efeitos da forma e tamanho finito de amostras cristalinas e análise da influência do porta-amostras nas medidas das propriedades magnéticas de sistemas de partículas interagentes
Authors: Lima, Ana Tereza de Abreu
Advisor: Costa Filho, Raimundo Nogueira da
Co-advisor: Almeida, Nilson Sena de
Keywords: Nanopartículas antiferromagnéticas;Magnetização;Coercividade
Issue Date: 2022
Citation: LIMA, A. T. A. Nanopartículas magnéticas: efeitos da forma e tamanho finito de amostras cristalinas e análise da influência do porta-amostras nas medidas das propriedades magnéticas de sistemas de partículas interagentes. 2022. 104 f. Tese (Doutorado em Física) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2022.
Abstract in Brazilian Portuguese: Nesse trabalho foram desenvolvidos procedimentos numéricos que permitem a investigação dos efeitos da forma e volume nas propriedades magnéticas de partículas antiferromagnéticas nanoestruturadas. As técnicas utilizadas possibilitam calcular a remanência, a coercividade, a magnetização de saturação e os modos normais de vibração de uma partícula e relacionam essas propriedades com o seu volume, formato e configurações magnéticas. As partículas nanoestruturadas foram descritas através das suas redes cristalinas e da energia magnética. Foram utilizadas as características magnéticas, constantes de troca e campos de anisotropia, do Difluoreto de Manganês (MnF2) e do Óxido de Níquel (NiO) para a determinação dos resultados numéricos e foi observado que o volume e o formato afetam as propriedades magnéticas desses materiais. A presença da superfície quebra a simetria da rede magnética das nanopartículas, promovendo uma reorganização dos momentos magnéticos próximos a essa região e produzindo os efeitos observados. Por outro lado, considerando que as medidas das propriedades magnéticas são realizadas em um conjunto de partículas, utilizando recipientes para acomodar as amostras, e que a forma desses porta-amostras produz anisotropias que afetam as propriedades medidas, foi realizada uma investigação buscando compreender como o formato do recipiente influencia as medidas de propriedades magnéticas desses materiais, através do cálculo da magnetização e dos modos normais de vibração. Foram investigados recipientes de formato cilíndrico e de base triangular, contendo um pó constituído por partículas magnéticas e não-magnéticas em várias concentrações. A análise desses aglomerados de partículas demonstrou que seus comportamentos estático e dinâmico são influenciados pelo formato do recipiente que o contém e que esse efeito depende da concentração de material magnético presente.
Abstract: In this work, numerical procedures were developed that allow the investigation of the effects of shape and volume on the magnetic properties of nanostructured antiferromagnética particles. The techniques used make it possible to calculate the remanence, coercivity, saturation magnetization and normal modes of vibration of one particle and relate these properties to its volume, shape and magnetic configurations. Nanostructured particles were described through their crystal lattices and magnetic energy. The magnetic characteristics, exchange constants and anisotropy fields, of Manganese Difluoride (MnF2) and Nickel Oxide (NiO) were used to determine the numerical results and it was observed that the volume and shape affect the magnetic properties of these materials. The presence of the surface breaks the symmetry of the magnetic network of the nanoparticles, producing a reorganization of the magnetic moments close to this region. On the other hand, considering that the measurements of magnetic properties are carried out on a set of particles, using containers to accommodate the samples, and that the shape of these sample holders produces anisotropies that affect the measured properties, an investigation was carried out seeking to understand how the Container shape influences the measurements of magnetic properties of these materials, through the calculation of magnetization and normal modes of vibration. Cylindrical and triangular-based containers were investigated, containing a powder consisting of magnetic and non-magnetic particles in different concentrations. The analysis of these particle agglomerates showed that their static and dynamic behavior are influenced by the shape of the container that contains them and that this effect depends on the concentration of magnetic material.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/67086
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