Interacciones y distribución de ejes de anisotropía en sistemas magnéticos nanoestructurados

Abstract

Los sistemas formados por partículas magnéticas de dimensiones en el rango manométrico son de gran interés tanto por sus múltiples aplicaciones tecnológicas como para el estudio de propiedades magnéticas fundamentales debido a que las dimensiones de las partículas son del orden de las longitudes características de los fenómenos magnéticos. Para describir el comportamiento magnético de los sistemas de partículas se pueden utilizar dos tipos de parámetros fundamentales. Por una parte los parámetros característicos de cada partícula: el volumen de las partículas, la imanación de saturación y la magnitud de la anisotropía magnética, que llamaremos anisotropía local; y por otra parte, los parámetros que caracterizan el sistema en su conjunto: la distribución de ejes fáciles locales de anisotropía y la interacción entre las partículas. En este trabajo nos dedicamos al estudio de estos últimos parámetros. Desarrollamos un modelo en dos y en tres dimensiones con el que se puede determinar tanto la distribución de los ejes fáciles locales de anisotropía como la magnitud de la interacción entre las partículas en cualquier dirección a partir del conocimiento de la dependencia angular de las remanencias máximas paralela y transversal a un campo aplicado, tanto analíticamente como numéricamente. Para ello, nos basamos en un sistema de partículas monodominio con anisotropía local uniáxica que se imanan por un proceso de rotación coherente de los momentos magnéticos. Los ejes fáciles de las partículas están distribuidos de forma general, incluyendo como caso particular la distribución uniforme. La interacción entre las partículas se representan con un campo medio M, donde es un parámetro de acoplamiento fenomenológico y M es la imanación media del sistema.