Propriedades magnéticas de nanopartículas de ferro em substratos antiferromagnéticos

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2007

RESUMO

O efeito de tamanho finito nas propriedades magnéticas de sistemas de partículas ferromagnéticos é um tema recorrente. Um dos aspectos largamente investigados é o limite superparamagnético em que a temperatura desestabiliza a ordem magnética de partículas ferromagnéticas pequenas. Acima da temperatura de bloqueio o valor médio térmico do momento magnético da partícula se torna nulo, devido a flutuações térmicas. A temperatura de bloqueio diminui quando o tamanho da partícula é reduzido, refletindo a queda na barreira de energia de anisotropia entre os estados de magnetização uniforme ao longo do eixo uniaxial. A demanda crescente por meios de gravação magnética de alta densidade tem atualmente despertado grande interesse de pesquisa em arranjos periódicos de partículas ferromagnéticas de dimensões nanométricas, beirando o limite superparamagnético. Uma conjectura interessante, levantada experimentalmente, se refere à possibilidade de estabilização da ordem magnética de partículas ferromagnéticos (F) via o acoplamento de interface com substratos antiferromagnéticos (AF) com temperatura de Nèel acima da temperatura ambiente. Esses sistemas se prestam igualmente para elucidar alguns detalhes do efeito de Exchange bias, dado que, o efeito de rugosidade de interface e o papel de paredes de domínio, seja no substrato ou na partícula, são reduzidos. Investigamos as fases magnéticas de uma pequena partícula ferromagnética, com diversas geometrias e disposições de deposição sobre um substrato antiferromagnético. Usamos um método de campo local auto-consistente, incorporando o campo de interface e a interação dipolar entre os spins da partícula ferromagnética. Nossos resultados indicam que aumentando a área da interface favorece a formação do estado uniforme. Porém se a altura da partícula é superior a um valor crítico surge um estado não-uniforme em que os spins se orientam de modo a minimizar a carga magnética superficial. Discutimos o impacto que a competição entre esses efeitos tem na carga magnética líquida, que controla o campo de fuga da partícula e no formato das curvas de histerese. Nossos resultados indicam que a carga líquida não é uma função monotônicamente crescente da altura da partícula e que o deslocamento da histerese pode sofrer alterações relevantes, induzidas pelo campo dipolar, fugindo do padrão esperado normalmente em sistemas F/AF extensos

ASSUNTO(S)

fisica geral substrates af nanoparticles nanopartículas coercividade substratos af exchange bias coercivity exchange bias

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