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L’objectif de cette thèse est d’explorer analytiquement et numériquement la dynamique d’aimantation de nanoparticules magnétiques. Nous montrons qu’il est possible de contrôler efficacement le retournement d’aimantation d’une nanoparticule à l’aide d’une excitation autorésonante. Cette étude révèle que l’amortissement de Gilbert et la température altèrent l’efficacité de ce procédé, tandis que les interactions dipolaires peuvent le faciliter. Les propriétés stationnaires d’une monocouche de nanoparticules sont également étudiées en reproduisant numériquement des courbes ZFC. Nous observons ainsi qu’un désordre structurel ne modifie pas la température de blocage. Enfin, nous étudions le comportement d’un ensemble de nanoparticules en interaction dans un fluide à l’aide de simulations de dynamique moléculaire. Nous retrouvons les configurations à l’équilibre en forme de chaînes et d’anneaux, puis nous examinons les aspects dynamiques en mettant en évidence l’existence d’ondes de spins. / The goal of this thesis is to explore analytically and numerically the magnetization dynamics in magnetic nanoparticles. Firstly, we study the Néel dynamics of fixed. We show that one can efficiently control the magnetization reversal of a nanoparticle by using a chirped excitation (autoresonance). This study reveals that the Gilbert damping and the temperature alter the efficiency of the reversal, while dipolar interactions can improve it. The stationary properties of a monolayer of nanoparticles are then examined by computing ZFC curves with a Monte Carlo method. We observe that structural disorder has no effect on the blocking temperature. Finally, we investigate the behavior of an ensemble of interacting nanoparticles moving in a fluid with a molecular dynamics approach. Our numerical simulations reproduce the usual chain and ring-like equilibrium configurations. We then study the dynamics of these structures and show the existence of super-spin waves.

[pt] Nanopartículas são importantes ferramentas utilizadas em medicina, tanto para diagnóstico como para tratamento de diversas doenças. Seus tamanhos podem ser controlados, variando de dezenas até centenas de nanômetros, tornando-as menores ou comparáveis às dimensões de células, bactérias e vírus. As nanopartículas magnéticas possuem um núcleo de material magnético recoberto por camadas de diferentes materiais, incluindo sílica ou um polímero. Esta cobertura é responsável pela funcionalização, de forma que elas realizem tarefas específicas, seja para funcionar como um marcador com fins diagnósticos e/ou como um transportador de fármacos. É muito importante no processo de fabricação e utilização das nanopartículas o conhecimento de suas propriedades magnéticas. Com este objetivo, construímos um magnetômetro baseado em um criorefrigerador com capacidade para medir propriedades magnéticas em função da temperatura desde ambiente até 6 K. Como sensor magnético utilizamos um elemento Hall de GaAs de baixo custo. O magnetômetro construído tem uma configuração diferente dos magnetômetros Hall tradicionais, já que neste caso a amostra se movimenta na região do sensor. De forma a aumentar a exatidão do momento magnético obtido, foi desenvolvido um modelo que leva em consideração a geometria da amostra. A resolução está limitada pelo sensor utilizado em 10-7 Am2. O magnetômetro foi calibrado de forma independente e seu desempenho foi comparado a magnetômetros de amostra vibrante (VSM) comerciais, apresentando erros menores que 2 porcento na magnetização obtida de diversas amostras. Todos os equipamentos envolvidos na operação do magnetômetro a baixas temperaturas são controlados utilizando a linguagem LabVIEW. Na versão atual do programa, curvas M x H e ZFC-FC podem ser obtidas. Como exemplo de aplicação, fabricamos nanopartículas magnéticas com núcleo de oxido de ferro pelo processo de coprecipitação em meio alcalino e recobrimos com surfactantes e SiO2. As propriedades magnéticas das nanopartículas foram obtidas utilizando o magnetômetro construído. As nanopartículas apresentaram comportamento superparamagnético e grande potencial para liberação controlada de drogas. / [en] Nanoparticles are important tools used in medicine, for diagnosis as well as for treatment of various diseases. Their sizes can be controlled, ranging from tens to hundreds of nanometers, enabling them to interact with cells, bacteria, and viruses. Magnetic nanoparticles have a core of magnetic material coated with layers of different materials, including silica or a polymer. This coating is responsible for their functionalization, so they can carry out specific tasks serving as a marker for diagnostic purposes and / or as a carrier for drugs. The knowledge of the magnetic properties of nanoparticles is very important in the manufacturing process and their use. With this aim, we built a magnetometer based on a cryorefrigerator capable of measuring their magnetic properties as a function of temperature from room temperature to 6 K. We used a low cost GaAs Hall element as its magnetic sensor. The magnetometer built has a different configuration from the traditional Hall magnetometers, since in this case the sample moves in the region of the sensor. A model which takes into consideration the geometry of the sample was developed in order to increase the accuracy of the magnetic moment obtained. The magnetometer resolution is limited by the Hall sensor used in 10-7 Am2. The magnetometer was calibrated independently and its performance was compared to commercial vibrating sample magnetometers (VSM) showing errors smaller than 2 percent in the magnetization obtained from various samples. All the equipment involved in the operation of magnetometers at low temperatures is controlled by using the LabVIEW language. The M x H e ZFC-FC curves can be obtained in the current version. We manufactured the core with magnetic nanoparticles of iron oxide by coprecipitation process in an alkaline medium, coated with surfactants and SiO2. The magnetic properties of the nanoparticles were obtained using the magnetometer built. The nanoparticles showed superparamagnetic behavior and great potential for controlled drug release.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:16:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6338.pdf: 4271187 bytes, checksum: 2fab2f3efbbab6dc48faa563208e3ee0 (MD5) Previous issue date: 2014-08-26 / Financiadora de Estudos e Projetos / This work was studied the magnetic and electrical properties of particulate multiferroic composite Pb (Zr0,52Ti0,48) O4 / CoFe2O4 (PZT / CFO) (0-3 type) prepared by the polymeric method of Pechini and sintered by ultra-rapid method in microwave and conventional oven, with two molar concentration (80/20 and 50/50). These samples were characterized by ferroelectricity measurements as a function of applied electric field. And magnetization, magnetostriction and magnetoelectric effect as a function of magnetic applied. The main goal of our study was to analyze and characterization of the magnetic and magnetoeletric dependence of particulate composites PZT / CFO, where these samples exhibits two different grains size distribution of cobalt ferrite when compared of grain size average of PZT matrix, with two methods of sintering. We observed these samples present a dependence of the magnetic properties with the methods of sintering and the average grain size of ferrimagnetic phase. This effect was observed in the electric polarization of the ferroelectric PZT. In addition, differences were observed in the magnetic properties 5K and 300K, especially in the coercive field, for samples of cobalt ferrite and composite PZT / CFO 50/50, associated to differences of apparent densities. / Nesta dissertação foram estudadas as propriedades magnéticas e elétricas do compósito multiferróico particulado de Pb(Zr0,52Ti0,48)O4/CoFe2O4(PZT/CFO) tipo 0-3 preparado pelo método polimérico de Pechini e sinterizado pelo método ultra-rápido em forno microondas e em forno convencional, nas relações molares 80/20 e 50/50. Foram realizadas medidas de ferroeletricidade em função do campo elétrico, magnetização em função do campo magnético, medidas de magnetoestricção e do efeito magnetoelétrico. O foco principal do nosso estudo foi análise e caracterização da resposta magnética e magnetoelétrica dos compósitos particulados PZT/CFO, levando-se em conta a contribuição da distribuição de dois tamanhos de grãos médios bem definidos da ferrita de cobalto, em relação ao tamanho do grão médio da matriz de PZT, comparando os métodos de sinterização. Observamos que, tanto nas amostras de ferrita de cobalto quanto nas amostras de compósitos, existe uma dependência das propriedades magnéticas com os métodos de sinterização e o tamanho do grão médio da fase ferrimagnética. Este efeito também foi observado na resposta da polarização elétrica, da fase ferroelétrica de PZT. Além disso, foram observadas as diferenças nas propriedades magnéticas a 5K e 300 K, principalmente, no campo coercivo, para as amostras de ferrita de cobalto e os compósitos de PZT/CFO 50/50, atribuídas às diferenças das densidades aparentes.

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:08:02Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo8004_1.pdf: 4568730 bytes, checksum: 59b8a548fa5fc647bcee9fe6d1b3e888 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2003 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Na presente dissertação realizamos estudos através de simulação computacional, utilizando o método Monte Carlo (MC) do antiferromagneto (AF) diluído FexZn1−xF2, próximo da região de percolação (x = 0.24) e na presença de um campo magnético externo H. O sistema AF FexZn1−xF2 mostra-se para x = 0.25 com características típicas de um Vidro de Spins (VS s) genuíno, com uma temperatura crítica bem definida. Por meio de um modelo microscópico adequado para a descrição de AF diluídos, em que as razões entre as constantes de trocas medidas no sistema são consideradas, mostramos através da utilização da simulação MC que, para baixas temperaturas, o sistema Fe0.25Zn0.75F2 possui uma forte dependência com a história da medida ou do procedimento numérico utilizado. Os valores obtidos através das medidas da magnetização, quando resfriamos a campo magnético nulo e posteriormente aquecemos com campo magnético não-nulo (ciclo ZFC), são diferentes dos valores quando a medida é feita com resfriamento e aquecimento com campo magnético não nulo ou finito (ciclo FC). Em particular, estudamos a dependência temporal das magnetizações remanentes associadas aos dois ciclos, FC e ZFC, após a retirada do campo magnético. Essa forte dependência com a história evidenciou-se, também, nos resultados que obtivemos para as curvas de histerese e para a linha de Almeida- Thouless, com os resultados sendo comparados com os obtidos experimentalmente e por outros métodos teóricos

In dieser Arbeit möchte ich dem Wesen des Auswahlaxioms auf den Grund gehen und verstehen, inwieweit es problematisch sein könnte, es zu benutzen, aber auch wie nützlich es ist, dieses mächtige Instrument als Mathematiker zu besitzen.

This thesis examines the method of forcing in set theory and focuses on aspects that are set aside in the usual presentations or applications of forcing. It is shown that forcing can be formalized in Peano arithmetic (PA) and that consis- tency results obtained by forcing are provable in PA. Two ways are presented of overcoming the assumption of the existence of a countable transitive model. The thesis also studies forcing as a method giving rise to interpretations between theories. A notion of bi-interpretability is defined and a method of forcing over a non-standard model of ZFC is developed in order to argue that ZFC and ZF are not bi-interpretable. 1

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