Submitted by Haroudo Xavier Filho (haroudo.xavierfo@ufpe.br) on 2016-02-26T16:02:09Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) dissertacao.pdf: 9203032 bytes, checksum: c0f78aea57fb35c421abd352a90ec758 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-26T16:02:09Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) dissertacao.pdf: 9203032 bytes, checksum: c0f78aea57fb35c421abd352a90ec758 (MD5) Previous issue date: 2015-07-30 / CNPq / Neste trabalho foram estudados os efeitos da espessura em arranjos hexagonais de 100 nanocascas de Níquel (Ni) e Cobalto (Co). O estudo foi feito por simulação micromagnética utilizando Object Oriented Micro Magnetism Framework (OOMMF) baseado no método de diferenças finitas (MDF). As nanocascas têm um raio exterior fixo Re = 20nm e a espessura ReRi foi variada de acordo com a razão e = Ri=Re onde Ri é raio interior, com 0 e 0:8. Para simular os ciclos de histerese e a reversão da magnetização assumimos que as cascas estão unidas. Além disso, se considerou ligação por interação de troca e contribuição magnetocristalina. No caso do Ni esta contribuição é cúbica com direções de anisotropia ao longo do eixo X, Y e Z e uniaxial no caso do Co com a direção fácil ao longo do eixo Z. Também incluímos interação Zeeman ao incidir um campo magnético externo e a contribuição magnetostática (desmagnetização). Não se consideram efeitos térmicos nas simulações. Para o Ni, os ciclos de histereses obtidos com o campo aplicado paralelo ao plano, mostraram que com a diminuição da espessura da casca o campo coercitivo diminui. Os valores da coercividade obtidos (61:9230:8Oe) são maiores que os reportados para o Ni bulk (0:7Oe) e para cascas de Ni de tamanho sub-micrométrico (32:3Oe). Por outro lado verificamos que se encontram no intervalo dos valores reportados para pós de esferas ocas de Ni (102Oe) e também para arranjos de esferas ocas de tamanho nanométrico (104Oe). O aumento da coercividade para o arranjo de esferas ocas pode ser associado à sua estrutura. Assim, a resposta magnética deve ser dominada pela anisotropia de forma. Isto foi comprovado pela elevada remanência reduzida obtida (0:8), que é característico de uma direção de fácil magnetização. Para o Co os ciclos de histerese são abertos na região de baixos campos (< 2500Oe), o que foi reportado para cadeias de esferas ocas mesoscópicas. A magnetização remanente encontra-se no intervalo de 0:010:4 dependendo da espessura da casca. O valor de 0:04, incluído neste intervalo, foi reportado para nanofios de Co e Fe medidos com o campo aplicado perpendicular ao eixo do fio. Isto poderia ser um sinal de que em nossos arranjos o eixo efetivo de fácil magnetização é perpendicular ao plano do arranjo naquela amostra que tem o referido valor. O campo coercitivo tem valores entre 50 e 700Oe, que é muito maior em relação ao valor para amostras bulk, 10Oe. Este aumento é atribuído ao efeito da superfície ou anisotropia de forma. Também maior do que 40Oe reportado por outros autores em esferas ocas de 500nm de diâmetro e 40nm de espessura da casca. De acordo com os resultados obtidos é possível observar, durante a inversão dos momentos, a formação de vórtices bem organizados em arranjos de Co. O estudo da dinâmica feito neste trabalho, mostrou que a reversão dos momentos não é homogênea e começa nas bordas do arranjo. A relaxação em todos os sistemas aqui estudados é fortemente influenciada pelo valor de e e quanto menor é a espessura da casca maior é o tempo de relaxação. O fator principal nas propriedades estáticas e dinâmicas de cascas nanométricas é justo sua espessura. / In this work we studied the effects of thickness of hollow structures in hexagonal array. Nanosized Nickel (Ni) and Cobalt (Co) hollow-spheres arrays were studied by micromagnetic simulation using object oriented micromagnetic framework (OOMMF) based in the finite difference method (FDM). The hollow spheres have a fixed external radius, Re = 20nm and the thickness of the spheroidal shell ReRi were systematically changed. The variation was according to the ratio e =Ri=Re with 0 e 0:8.We assume that the spheres are connected. In addition we considered exchange interaction and magnetocrystalline contribution. In the case of Ni this contribution is cubic with directions along the X axis, Y and Z, in the case of Co, uniaxial with easy direction along the axis Z and interaction Zeeman. For the nickel, the hysteresis cycles obtained with the applied field parallel to the array shows that decreasing thickness of the shell the coercive field decreases. Compared with the coercive field (Hc) value of bulk Ni (0:7Oe) and that of hollow Ni submicrometer-sized spheres (32:3Oe), the hollow Ni nano-sized exhibit much enhanced coercivity (61:9230:8Oe). Furthermore verified that are in the range of values reported for powder Ni hollow spheres (102Oe) and also to arrays of hollow spheres of nanometric size (104Oe). The increase of coercivity for the array of hollow spheres may be attributed to their special nanostructure. Thus the magnetic response is dominated by the shape anisotropy and consequently it translates into high remanence (Mr=MS = 0:8). For the Co hysteresis loops are open in the low field region (< 2500Oe), which has been reported to chains mesoscopic hollow spheres. The remanent magnetization is in the range of 0:010:4 depending on the thickness of the shell. The value of 0.04 in this range, has been reported in Co and Fe nanowires measured with the applied field perpendicular to the wire axis. This could be a sign that in our arrangements the effective easy axis of magnetization is perpendicular to the plane of arrangement that sample having this value. The coercive field has values between 50 and 700Oe, which is higher compared to the value for bulk samples, 10Oe. This increase is attributed to the effect of surface or shape anisotropy. Also higher than 40Oe reported by other authors in hollow spheres of 500nm diameter and 40nm thick bark. According to the results, it can estimate the coherent mode is the main solution of the reversion of the magnetization. However you can see, during inversion of moments, the vortex formation well organized in cobalt arrangements. The study on the dynamics done in this work showed that the reversal of the moments is not homogeneous and starts at the edges of the arrangement. The relaxation of all the systems studied here, it is strongly influenced by the value of e, and the smaller the thickness of the shell is greater relaxation time. The main factor in the static and dynamic properties of nanoscale shells is just its thickness.

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The diploma thesis is concerned with switching of vortex circulation in magnetic nanodisks. The results of micromagnetic simulations of hysteresis loops of individual disks with different degrees of asymmetry are presented. The influence of geometric asymmetry of the disk on the shape of the hysteresis loop is discussed as well as switching of vortex circulation in asymmetric nanodisks by external in-plane magnetic field. Simulations of pairs of magnetostatically coupled nanodisks were carried out for different interdisk distances and degrees of asymmetry. By analysing the results of the simulations, the effects of magnetostatic coupling and the asymmetry on resultant circulation of individual vortices were compared and the range of magnetostatic interaction between nanodisks of given dimensions and asymmetry was estimated. Experimental techniques used for fabrication and measurement of the samples are briefly summarized.