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.

Submitted by Isaac Francisco de Souza Dias (isaac.souzadias@ufpe.br) on 2016-04-22T17:47:41Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO Griselda Paola Fuentes Morales.pdf: 6398822 bytes, checksum: abe5113b3b1d3adb1d70f2fa2cc69623 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-22T17:47:42Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO Griselda Paola Fuentes Morales.pdf: 6398822 bytes, checksum: abe5113b3b1d3adb1d70f2fa2cc69623 (MD5) Previous issue date: 2015-07-31 / CAPES / 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. / In this work we used the micromagnetic simulation to study the effects of dipolar interactions in nickel nanowires arrays. Specifically, we use the Nmag as calculation tool, which is based on the finite element method to solve the micromagnetics equations. For this study, hexagonal arrays of polycrystalline wires were constructed by ellipsoids chains. The dimensions of each ellipsoid was fixed with transversal minor axis of 30 nm and major axis along the chain of 60 nm. Each sample is formed by a total of 10 10 chains of these ellipsoids and form a hexagonal array. The array size is optimized to the calculations time. We change wire lengths and study their effects (ellipsoids chains). To set the size of the wire, chains formed by 1 to 4 ellipsoids were used to a maximum length of 240 nm. We analized the effects of distance between wires. For this, we make arrangements that change the axis to axis distance of the chain takings values of 70 nm, 65 nm, 60 nm, 55 nm, 50 nm, 45 nm, 40 nm and 35 nm. The results were analyzed compared with the hysteresis curve behavior as a function of the applied field angle. Then we used this curves to obtain the coercive field and remanence, in order to verify their angular dependence. Among the most significant results, we have the sharp variation of the derivative of the studied curves. The main reason is the increase of the dipolar energy as minimal ellipsoid increases in the chain. The remanence also features dramatic changes that explain why so many of the discrepancies reported in the literature for wires that are supposed to be long. We carefully choose the method of calculation and work on optimizing the size of discretization of the cell. For this we analysed the calculations using the OOMMF (finite difference method) that allow the calculation for cells of 2 and 4 nm. The calculation with 2 nm is time consuming, that is why we chose to use 4 nm cell. Then, to compare with finite elements method, we use Nmag. With this simulation we made the calculations for different cell sizes in order to optimize the time. The results with OOMMF and Nmag were compared and after some analysis we observe that Nmag would be the best choice. Thus the major part of the results presented are obtained by finite elements.

Submitted by isabela.moljf@hotmail.com (isabela.moljf@hotmail.com) on 2017-03-03T15:39:30Z No. of bitstreams: 1 josehenriquesilva.pdf: 38531594 bytes, checksum: c78eae9aa6726299a310f26bfa565039 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-03-06T20:17:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 josehenriquesilva.pdf: 38531594 bytes, checksum: c78eae9aa6726299a310f26bfa565039 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-06T20:17:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 josehenriquesilva.pdf: 38531594 bytes, checksum: c78eae9aa6726299a310f26bfa565039 (MD5) Previous issue date: 2011-11-09 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nos últimos anos, o estudo do comportamento da magnetização em nanodiscos magnéticos tem atraído à atenção de muitos pesquisadores da área de nanomagnetismo. Devido a possibilidade dos nanodiscos apresentarem um estado de magnetização em forma de vórtice com componente fora-do-plano no seu centro, estes podem ser os possíveis substitutos dos dispositivos de armazenamento magnético utilizados atualmente. Para que os nano discos possam ser utilizados para fins de armazenamento,precisa-se conhecer com detalhes o comportamento do vórtice em diversas situações. Em trabalho recente verificou-se experimentalmente que a frequência do modo girotrópico na presença de impureza é maior que a frequência caso não houvesse impureza no nanodisco e que a frequência diminui com o aumento do diâmetro. No presente trabalho estudamos o comportamento do modo girotrópico, quando colocamos a impureza numa distância, em relação ao centro do nanodisco, menor que o raio do Modo Girotrópico e também quando colocamos a impureza numa distância maior que o raio do modo girotrópico. A impureza magnética é definida a partir da constante de acoplamento J da interação de troca entre Spin-Spin. Se a constante de acoplamento J' da interação entre impureza-Spin vizinho for maior que J(J' > J), temos uma impureza repulsiva e para J' < J a impureza é atrativa. Para estudar a influência de impurezas na frequência do modo girotrópico foram feitas simulações micromagnéticas em nanodiscos magnéticos usando valores conhecidos das constantes do Permalloy-79. Foram feitas simulações em nanodiscos com diversos diâmetros (125nm, 145nm, 175nm, 195nm, 225nm e 275nm), todos com 10nm de espessura. Nossos resultados mostram que existe uma flutuação na frequência do modo girotrópico na presença de impurezas magnéticas, o que está de acordo com resultados experimentais recentes. / In recent years, to study the behavior of magnetization in magnetic nanodisks has attracted the attention of many researchers in nanomagnetism. Due to the possibility of nanodisks to present a state of magnetization with vortex-shaped component out-of-plane at its center, this can substitute the magnetic storage devices used today. For nanodisks that can be used for storage purposes, one needs to know in detail the behavior of the vortex in many situations. In a recent study, it was experimentally found that the frequency of the gyrotropic mode in the presence of impurities is greater than the frequency, if there were no impurity in nanodisks, so that the frequency decreases with increasing the diameter. In this paper we study the behavior of gyrotropic mode when we place the impurity at a distance from the center of the nanodisks, smaller than the gyrotropic radius mode and also when the impurity placed at a distance greater than the radius of the gyrotropic mode. The magnetic impurity is defined as the coupling constant J of the exchange interaction between the Spin-Spin interaction. If the coupling constant J' from the interaction between impurity-neighbor spin is greater than J (J0 > J), we have a repulsive impurity and if J' <J the impurity is attractive. To study the influence of impuritiesin the gyrotropic frequency mode, micromagnetic simulations were made in magnetic nanodisks using known values of constants of the Permalloy-79. Nanodisks simulations were made with different diameters (125nm,145nm,175nm,195nm,225nmand275nm), all of with10nm thick. Our results show that there is a fluctuation in the gyrotropic frequency mode in the presence of magnetic impurities, which is in agreement with recent experimental results.