Estudo por simulação micromagnética das interações dipolares em arranjos de nanofios policristalinos de níquel

• Ano de defesa: 2015
• Autor(a) principal: MORALES, Griselda Paola Fuentes
• Orientador(a): HERNÁNDEZ, Eduardo Padrón
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Pernambuco
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pos Graduacao em Fisica
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Materiais nanoestruturados; Nanofios; Simulação micromagnética.
• Link de acesso: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/16765

Neste trabalho utilizamos a simulação micromagnética para o estudo dos efeitos de interações dipolares em arranjos de nanofios de níquel. Especificamente, utilizamos o Nmag como ferramenta de cálculo, que é baseado no método dos elementos finitos para resolver as equações micromagnéticas. Para o estudo, arranjos hexagonais de fios policristalinos foram construídos à base de cadeias de elipsoides. As dimensões de cada elipsoide foram fixadas em 30 nm de semieixo transversal à cadeia e 60 nm ao longo do eixo da cadeia. Cada amostra está formada por um total de 10 10 cadeias de estes elipsoides e formam uma matriz com ordenamento hexagonal. O tamanho da matriz foi otimizado ao tempo de cálculo. Num primeiro estudo analisamos os efeitos do comprimento dos fios (cadeias de elipsoides). Para definir o tamanho dos fios tomamos cadeias compostos por 1 até 4 elipsoides para um comprimento máximo de 240 nm. Um outro estudo compreende os efeitos da distância entre os fios. Para isso estudamos arranjos cuja distância de eixo a eixo da cadeia adota valores de 70 nm, 65 nm, 60 nm, 55 nm, 50 nm, 45 nm, 40 nm e 35 nm. Todo o estudo foi feito sobre a base do comportamento da curva de histerese em função do ângulo do campo aplicado. Depois de calculadas as curvas foram extraídos os valores do campo coercitivo e a remanência, com a finalidade de verificar a sua dependência angular. Entre os resultados mais significativos, temos a variação acentuada da derivado das curvas estudadas. O motivo principal é o aumento da energia dipolar à medida que número de elipsoides aumenta na cadeia. A remanência também apresenta mudanças drásticas que explicam o porque das tantas divergências reportadas na literatura, para fios que supostamente são longos. No estudo, nos preocupamos inicialmente na escolha do método de cálculo e também trabalhamos na otimização do tamanho de célula na discretização dos fios. Para isso analisamos os cálculos utilizando o OOMMF (método de diferenças finitas) que permitem o cálculo para células de 4 nm e 2 nm. O cálculo com 2 nm resultou ser bem demorado, motivo pelo qual escolhemos a de 4 nm. Logo depois, para comparar com o método de elementos finitos, utilizamos Nmag. Com este simulador fizemos os cálculos para tamanho de célula diferentes a fim de otimizar o tempo. Os resultados com OOMMF e Nmag foram comparados e depois de algumas analises observamos que Nmag seria a melhor escolha. Sendo assim a maior parte dos resultados apresentados aqui são obtidos por elementos finitos.