ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΠΟΛΥΚΡΥΣΤΑΛΛΙΚΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΦΛΟΙΟΥ ΣΤΗ ΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΝΑΝΟΣΥΡΜΑΤΩΝ Co/CoO. Πατσόπουλος Αριστοτέλης

Σχετικά έγγραφα
ΜΕΛΕΤΗ ΤΟΥ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΥ ΜΑΓΝΗΤΙΚΩΝ ΣΚΥΡΜΙΟΝΙΩΝ ΣΕ ΚΑΜΠΥΛΟΓΡΑΜΜΕΣ ΝΑΝΟΔΟΜΕΣ. Πατσόπουλος Αριστοτέλης

ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ

Μαγνητικά Υλικά Υπεραγωγοί

Αριθμητικές Προσομοιώσεις του πρότυπου ISING στις Τρεις Διαστάσεις

Συμπεράσματα Κεφάλαιο 7.

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΑ

MATLAB. Εισαγωγή στο SIMULINK. Μονάδα Αυτόματης Ρύθμισης και Πληροφορικής

Μετάβαση φάσης 1ης τάξης Η Πολυκανονική Μέθοδος

ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΜΑΓΝΗΤΙΚΩΝ ΦΑΚΩΝ. Ηλεκτροστατικοί και Μαγνητικοί Φακοί Βασική Δομή Μαγνητικών Φακών Υστέρηση Λεπτοί Μαγνητικοί Φακοί Εκτροπές Φακών

μ B = A m 2, N=

Διάλεξη 22: Παραβίαση της κατοπτρικής συμμετρίας στις ασθενείς αλληλεπιδράσεις

3 η Εργαστηριακή Άσκηση

Υλικά Ηλεκτρονικής & Διατάξεις

Αυτόματη προσγείωση τετρακόπτερου με χρήση κάμερας

ΜΟΡΙΑΚΟΙ ΜΑΓΝΗΤΕΣ. Γιάννης Σανάκης, ρ ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΥΛΙΚΩΝ ΕΚΕΦΕ «ΗΜΟΚΡΙΤΟΣ»

Υβριδικό σύστημα πιεζοηλεκτρικό-σιδηρομαγνήτη: Μεταβολή πιεζοηλεκτρικών συντελεστών με την εφαρμογή μαγνητικού πεδίου

ιδιάστατο Πρότυπο Potts µε Αριθµητικές Προσοµοιώσεις Monte Carlo

Μαγνητικά Υλικά Υπεραγωγοί

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ

Μαγνητικά Υλικά. Κρίμπαλης Σπύρος

Γενική Μεταπτυχιακή Εξέταση - ΕΜΠ & ΕΚΕΦΕ-" ηµόκριτος"

Ε ι σ α γ ω γ ή στo Εργαστήριο Πυρηνικής Φυσικής

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΑ

Θέμα 1 ο (30 μονάδες)

Υπεραγωγιμότητα. Βασικά Φαινόμενα: Ηλεκτροδυναμική: Επιφανειακή Ενέργεια: Κβαντικά Φαινόμενα: Μικροσκοπική Θεωρία :

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΑ ΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΥΛΙΚΑ

ΙΑΤΡΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ eclass: PHYS215 Π. Παπαγιάννης

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΠΕΡΙΟΧΕΣ-WEISS

Προηγμένες Υπηρεσίες Τηλεκπαίδευσης στο Τ.Ε.Ι. Σερρών

Μελέτη της επίδρασης ενός μαγνητικού πεδίου στην κίνηση των ηλεκτρονίων. Μέτρηση του μαγνητικού πεδίου της γης.

Μαγνητικά Υλικά Υπεραγωγοί

Κεφάλαιο 39 Κβαντική Μηχανική Ατόμων

Σύνδεση Μαγνητικών με άλλες ιδιότητες: Υλικά-Εφαρμογές

Αγωγιμότητα στα μέταλλα

ΑΣΚΗΣΗ 1 η ΜΕΛΕΤΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΤΡΙΦΑΣΙΚΗΣ ΣΥΓΧΡΟΝΗΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΑΣ (ΕΝΑΛΛΑΚΤΗΡΑ) ΓΙΑ ΤΟΝ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟ ΤΟΥ ΙΣΟΔΥΝΑΜΟΥ ΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣ

ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΚΑΙ ΑΕΡΟΝΑΥΠΗΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΤΩΝ ΡΕΥΣΤΩΝ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΑΥΤΗΣ

ΑΣΚΗΣΗ 6 η ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΣΥΝΕΧΟΥΣ ΡΕΥΜΑΤΟΣ ΠΑΡΑΛΛΗΛΗΣ ΔΙΕΓΕΡΣΗΣ ΜΕΛΕΤΗ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΩΝ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ

Μαγνητικά Υλικά Υπεραγωγοί

Τελική γραπτή εξέταση «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών ΙΙ»-Ιούνιος 2016

Οι περισσότεροι μονοτοιχωματικοί νανοσωλήνες έχουν διάμετρο περί του 1 νανομέτρου (υπενθυμίζεται ότι 1nm = 10 Å).

Λίγα λόγια για τους συγγραφείς 16 Πρόλογος 17

Μάθημα 7 α) QUIZ β-διάσπαση β) Αλληλεπίδραση νουκλεονίου-νουκλεονίου πυρηνική δύναμη και δυναμικό γ) Πυρηνικό μοντέλο των φλοιών

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΜΗ ΚΑΤΑΣΤΡΟΦΙΚΟΥ ΕΛΕΓΧΟΥ 3 ο ΜΑΘΗΜΑ ΘΕΩΡΙΑ 2017

ΦΥΕ14 - ΕΡΓΑΣΙΑ 6 Προθεσμία αποστολής: 4/7/2006

ΠΗΓΕΣ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟΥ ΠΕΔΙΟΥ (ΚΕΦ 28)

Μάιος 02. Αναγνωστόπουλος - Παν. Αθηνών 1

Ιατρική Φυσική: Δοσιμετρία Ιοντίζουσας Ακτινοβολίας. Βιολογικές επιδράσεις. Ακτινοπροστασία

κρυστάλλου απείρου μεγέθους.

4 η Εργαστηριακή Άσκηση

ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΙΙ

Βασικές διαδικασίες παραγωγής πολωμένου φωτός

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ: ΑΕΡΟΤΟΜΗ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 1 η & 2 η : ΟΡΙΑΚΟ ΣΤΡΩΜΑ

Η επιτάχυνση της βαρύτητας στον Πλανήτη Άρη είναι g=3,7 m/s 2 και τα πλαίσια αποτελούν μεγέθυνση των αντίστοιχων θέσεων.

Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο Σπουδές στην Πληροφορική. Φαινόµενα πολυπλοκότητας στα Μαθηµατικά και στη Φυσική: ύο όψεις του ίδιου νοµίσµατος;

ΠΗΓΕΣ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟΥ ΠΕΔΙΟΥ

Μαγνητικά Υλικά Υπεραγωγοί

ΑΣΚΗΣΗ 4 η ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΜΗΧΑΝΕΣ ΣΥΝΕΧΟΥΣ ΡΕΥΜΑΤΟΣ

1 η ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ: ΟΡΙΑΚΟ ΣΤΡΩΜΑ ΜΕΛΕΤΗ ΣΤΡΩΤΟΥ ΟΡΙΑΚΟΥ ΣΤΡΩΜΑΤΟΣ ΕΠΑΝΩ ΑΠΟ ΑΚΙΝΗΤΗ ΟΡΙΖΟΝΤΙΑ ΕΠΙΠΕΔΗ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ & ΤΑ ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΗ ΣΩΜΑΤΙΑ. Ομοτιμία Κβαντικοί Αριθμοί Συμμετρίες και Νόμοι Διατήρησης

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ - ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΘΕΡΜΙΚΗΣ ΚΑΙ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ

Spin του πυρήνα Μαγνητική διπολική ροπή Ηλεκτρική τετραπολική ροπή. Τάσος Λιόλιος Μάθημα Πυρηνικής Φυσικής

ΑΣΚΗΣΗ 1 ΜΟΝΟΦΑΣΙΚΟΣ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΤΗΣ

ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΚΑ ΔΙΚΤΥΑ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΘΕΩΡΙΑΣ ΣΥΝΟΡΘΩΣΕΩΝ

Δύναμη Laplace με Μαγνητικό ζυγό

Ηλεκτρομαγνητισμός. Μαγνητικό πεδίο. Νίκος Ν. Αρπατζάνης

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΜΕΘΟΔΟΥΣ ΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΑΣ ΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΑ:

Αγωγιμότητα στα μέταλλα

ΑΡΧΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ Αγωγιμότητα σε ημιαγωγούς

Συνδυασµός θεωρητικών και πειραµατικών

Μάθημα 7 α) Αλληλεπίδραση νουκλεονίου-νουκλεονίου πυρηνική δύναμη και δυναμικό β) Πυρηνικό μοντέλο των φλοιών

Εισαγωγή στις Ηλεκτρικές Μετρήσεις

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΡΟΛΟΓΟΣ 7. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: Εισαγωγικές Έννοιες 13

Επιστήμη των Υλικών. Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Τμήμα Φυσικής

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΑ

Οργανική Χημεία. Κεφάλαια 12 &13: Φασματοσκοπία μαζών και υπερύθρου

Ιωάννα Ανυφαντή, Μηχανικός Περιβάλλοντος Επιβλέπων: Α. Ευστρατιάδης, ΕΔΙΠ ΕΜΠ. Αθήνα, Ιούλιος 2018

ΟΠΤΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΜΑΘΗΜΑ 1 Ο ΟΠΤΙΚΗ. Δρ. M.Χανιάς Αν.Καθηγητής Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών ΤΕ, ΤΕΙ Ανατολικής Μακεδονίας και Θράκης

Διάστημα εμπιστοσύνης της μέσης τιμής

( )U 1 ( θ )U 3 ( ) = U 3. ( ) όπου U j περιγράφει περιστροφή ως προς! e j. Γωνίες Euler. ω i. ω = ϕ ( ) = ei = U ij ej j

Το μαθηματικό μοντέλο της FDTD (1)

Διαδικασίες Υψηλών Θερμοκρασιών

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ. ΠΡΟΛΟΓΟΣ... vii ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ... ix ΓΕΝΙΚΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ... xv. Κεφάλαιο 1 ΓΕΝΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ ΑΠΟ ΤΗ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 11 ΣΤΡΟΒΙΛΟΚΙΝΗΤΗΡΩΝ

ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΩΝ ΣΥΝΕΧΟΥΣ ΡΕΥΜΑΤΟΣ

Μαγνητικά Υλικά Υπεραγωγοί

ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΓΙΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΣ

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΧΕΙΜΕΡΙΝΩΝ ΕΞΑΜΗΝΩΝ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΟΥ ΕΤΟΥΣ ΓΙΑ ΤΟΥΣ ΕΠΙ ΠΤΥΧΙΩ ΦΟΙΤΗΤΕΣ ΟΡΘΗ ΕΠΑΝΑΛΗΨΗ 1

Υπολογιστική προσομοίωση Νανοδομικών Μαγνητικών Υλικών

Απώλειες φορτίου Συντελεστής τριβής Ο αριθμός Reynolds Το διάγραμμα Moody Εφαρμογές

Νανοηλεκτρονικές Διατάξεις Π. Φωτόπουλος ΠΑΔΑ

3. ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΤΩΝ ΑΠΟΛΥΤΑ ΤΑΥΤΙΖΟΜΕΝΩΝ ΣΤΡΩΜΑΤΩΝ

Δειγματοληψία. Πρέπει να γνωρίζουμε πως πήραμε το δείγμα Το πλήθος n ij των παρατηρήσεων σε κάθε κελί είναι τ.μ. με μ ij συμβολίζουμε την μέση τιμή:

ΦΥΣΙΚΗΣ ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΩΝ ΣΩΜΑΤΙΔΙΩΝ ΙΙ. ΜΑΘΗΜΑ 4ο

Θέμα 2 ο. Δίνεται Κ ηλ = Ν m 2 /C 2 και επιτάχυνση της βαρύτητας στην επιφάνεια της Γης 10 m/s 2.

Μελέτη του Προτύπου 2D- Potts σε Υπολογιστικό Περιβάλλον MATLAB. Παρουσίαση της Διπλωματικής Εργασίας του Γιάννη Ασσιώτη

Παρουσίαση Εννοιών στη Φυσική της Β Λυκείου. Κεφάλαιο Πρώτο Ενότητα: Νόμοι των αερίων

(α) 1. (β) Το σύστημα βρίσκεται υπό διαφορά δυναμικού 12 V: U ολ = 1 2 C ολ(δv) 2 = J.

Χαρακτηρισμός και μοντέλα τρανζίστορ λεπτών υμενίων βιομηχανικής παραγωγής: Τεχνολογία μικροκρυσταλλικού πυριτίου χαμηλής θερμοκρασίας

Transcript:

ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΠΟΛΥΚΡΥΣΤΑΛΛΙΚΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΦΛΟΙΟΥ ΣΤΗ ΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΝΑΝΟΣΥΡΜΑΤΩΝ Co/CoO Πατσόπουλος Αριστοτέλης Αθήνα 2018

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗΣ A. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Γιατί Μαγνητικά Νανοσύρματα (ΜΝΣ)? Γιατί Φαινόμενο Πόλωσης-Ανταλλαγής (ΦΠΑ)? Κεντρική ιδέα: Μελέτη του ΦΠΑ ΣΕ ΜΝΣ. B. ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ Συλλογές Νανοσυρμάτων Ψύξη υπό πεδίο και ΦΠΑ C. ΜΟΝΤΕΛΟΠΟΙΗΣΗ Ατομική Δομή ΜΝΣ Μέθοδος προσομοίωσης D. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ i. Ψύξη υπό κατακόρυφο πεδίο: Φαινομενολογική μελέτη Μικροσκοπική μελέτη ii. Γωνιακή εξάρτηση E. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ

ΓΙΑΤΙ «ΜΟΝΟΔΙΑΣΤΑΤΕΣ» ΜΑΓΝΗΤΙΚΕΣ ΝΑΝΟΔΟΜΕΣ (νανοσύρματα, νανοσωλήνες )? Τεχνολογικό ενδιαφέρον Επιμήκη Νανοσωματίδια: Υλικά υψηλής ανισοτροπίας (ανισοτροπία σχήματος) : Μέσα μαγνητικής αποθήκευσης Βιοϊατρικές εφαρμογές (πχ υπερθερμία) Φαινόμενο Πόλωσης-Ανταλλαγής: Μέσο διαμόρφωσης των χαρακτηριστικών υστέρησης των μαγνητικών νανοδομών Βασικό ενδιαφέρον Μηχανισμός αντιστροφής της Μαγνήτισης: Μικροσκοπική περιγραφή Δυναμική Μαγνητικών Τοιχωμάτων: Επίδραση του Φαινομένου πόλωσης ανταλλαγής στο σχηματισμό και διάδοση των μαγνητικών τοιχωμάτων. Δομικοί παράγοντες διαμόρφωσης της Μ-αντιστροφής : ενδoεπιφανειακή τραχύτητα, πολυκρυσταλλικότητα κτλ.

ΔΙΜΑΓΝΗΤΙΚΑ (πυρήνας/φλοιός) ΝΑΝΟΣΥΡΜΑΤΑ Co/CoO ΝΣ <D>=15nm, <L> ~ 10<D> Maurer et al PRB (2009) Co/CoO ΝΑ Gandha et al Sci. Rep. (2014) Gandha et al. Phys. Let. A (2017) (a) Νανοπορώδες υπόστρωμα Al και (b) με ΝΣ Co, (c) σχηματική αναπαράσταση Co/CoO ΝΣ. D ext =40nm, D int =20nm, L/D~100 Proenca et al PRB (2013)

ΨΥΞΗ ΥΠΟ ΠΕΔΙΟ ΚΑΙ ΦΠΑ Ψύξη υπό πεδίο (Field Cooling): i. Ψύξη σε θερμοκρασία T N <T<T c, παρουσία εξωτερικού πεδίου H cool. Διάταξη σιδηρομαγνητικού (FM) πυρήνα. ii. Ψύξη σε θερμοκρασία T<T N <T c. Διάταξη αντισιδηρομαγνητικού (AF) φλοιού. ΦΠΑ: Οι αλληλεπιδράσεις ανταλλαγής στην FM/AF επιφάνεια μετατοπίζουν το βρόχο υστέρησης κατά H eb.

z-axis ΜΟΝΤΕΛΟΠΟΙΗΣΗ : Χωρική Διακριτοποίηση z-axis Γεωμετρικές παράμετροι Κύλινδρος απλού κυβικού πλέγματος (a=πλεγματική σταθερά) R core =5a R=8a (t shell =3a) L=56a (L/D FM = 5) Ν~2000-10000 y-axis y-axis W cr AF shell Polycrystalline AF shell 6

Ολική Ενέργεια ΜΟΝΤΕΛΟΠΟΙΗΣΗ : Μαγνητικό μοντέλο - Μέθοδος υπολογισμού Φ cr E = J ij S i S j g ij S i D ij S j K i S i e i 2 H S i,z i,j Ανταλλαγής ij Διπολικές i i Ανισοτροπία mono : eˆ i zˆ poly eˆ random : i Zeeman w cr Παράμετροι Υλικών J FM = +10 K (μονάδα ενέργειας) K FM = 0.1 J FM J AF = -0.5 J FM K AF = 1.0 J FM g FM = 0.05 J FM J int = -0.5 J FM H = [-0.5,0.5] J FM T=0.01 J FM π.χ. Iglesias et al JNN (2008) Μέθοδος Προσομοίωσης Metropolis Monte Carlo MCSS=10 4 Ρυθμός μεταβολής πεδίου dh/dt = 10-5 J FM /mcss Ρυθμός ψύξης dτ/dt = 5 10-2 J FM /mcss Αριθμός δειγμάτων με δομική αταξία Nr=30-50 7

ΒΡΟΧΟΙ ΥΣΤΕΡΗΣΗΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ H c και H eb λόγω πολυκρυσταλλικότητας φλοιού: mono=>poly=>rnd shell Hc Heb Grain size (W cr ) monocrystalline 1,82-0,14 56a (=L NW ) polycrystalline 2,30-0,11 ~ 6 a random 2,54-0,10 1 a random frz 2,18-0,49 1 a Δύο παράγοντες: Κατάσταση Ψύξης (FC) Δυναμική ενδοεπιφανειακού-af στρώματος Πχ. mono[ ] - rnd_frz[ ] : (σχεδόν) στατικός φλοιός και μη-ισοσταθμισμένα σπιν λόγω τυχαιότητας (rnd frz) => H c και H eb Π.χ. rnd [Δ] rnd_frz[ ]: δυναμική φλοιού => H c και H eb (φαινόμενο AF-drag)

ΕΞΑΡΤΗΣΗ Hc, Heb ΑΠΟ ΜΕΓΕΘΟΣ ΚΡΥΣΤΑΛΛΙΤΩΝ rnd mono mono rnd W cr H c και H eb με το πλάτος των κρυσταλλιτών.

ΕΞΑΡΤΗΣΗ FC-ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΑΠΟ ΜΕΓΕΘΟΣ ΚΡΥΣΤΑΛΛΙΤΩΝ FM AF rnd J AF Ικανοποιημένος δεσμός N sat > N unsat N sat ~ N unsat mono J AF Μη -ικανοποιημένος δεσμός Αύξηση του μέτρου της μαγνήτισης του 1 ου ατομικού στρώματος του φλοιού προς την κατεύθυνση z, λόγω της πολυκρυσταλλικότητας. Αύξηση του πλήθους των ικανοποιημένων δεσμών που λειτουργούν ως κέντρα καρφώματος (pinning sites).

ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΕΝΔΟΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΟΥ AF ΣΤΡΩΜΑΤΟΣ (drag effect) Ενδοεπιφανειακό AF στρώμα Έντονο φαινόμενο AF-drag και ενίσχυση του με την αύξηση της πολυκρυσταλλικότητας: mono => poly => rnd

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΗΣ ΜΑΓΝΗΤΙΣΗΣ Διάδοση ΜΤ από τα άκρα προς το κέντρο των ΜΝΣ, όπου και συγχωνεύονται. C-S mono C-S poly Ενεργοποίηση ενός 2ου μηχανισμού αντιστροφής κατά μήκος του άξονα z, με χαρακτηριστικά σύμφωνης στροφής, λόγω του AF φλοιού στο μονοκρυσταλλικό σύστημα. Αδρανοποίηση του 2ου μηχανισμού στα πολυκρυσταλλικά συστήματα. C-S rnd a: monocrystalline shell b: polycrystalline shell (W cr = 5.6a, δ DW ~7a) c: random shell (W cr = a, δ DW ~10a)

ΕΥΚΙΝΗΣΙΑ ΜΑΓΝΗΤΙΚΩΝ ΤΟΙΧΩΜΑΤΩΝ mono rnd υ DW = μ(h-h c ) Shell μ (a/ mcss ) w cr Mono 0.0140 50a (=L NW ) Poly 0.0120 6a Rnd 0.0085 1a Rnd_frz 0.0099 1a Η ευκινησία των ΜΤ ελαττώνεται εξαιτίας της πολυκρυσταλλικότητας του φλοιού. Η ελάττωση οφείλεται: i. στο φαινόμενο AF-drag ii. στην αρχική κατάσταση (FC state).

Συγκεντρωτικα : FM AF FM AF J AF J AF N sat, N unsat N sat N unsat polyxal ~ monoxal i/f roughness or [011] z-axis N sat > N unsat N sat =N unsat N sat < N unsat H eb 0 H eb = 0 H eb 0 H c μ H c μ

ΓΩΝΙΑΚΗ ΕΞΑΡΤΗΣΗ ΒΡΟΧΩΝ ΥΣΤΕΡΗΣΗΣ z H, H FC a Σταδιακή διαμόρφωση του βρόχου καθώς αλλάζει η γωνία a. 15

ΓΩΝΙΑΚΗ ΕΞΑΡΤΗΣΗ ΤΩΝ Η c, H eb Ελάττωση του H c λόγω της ανισοτροπίας σχήματος. H c (mono) < H c (poly) < H c (rnd) => επίδραση του φαινομένου AF-drag σε όλες τις γωνίες. Διαφοροποίηση της γωνιακής εξάρτησης μεταξύ του μονοκρυσταλλικού και των πολυκρυσταλλικών συστημάτων (εμφάνιση πλατώ σε ~50 deg) 16

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Εξαιτίας της επίδρασης της πολυκρυσταλλικότητας του φλοιού προκύπτει στα νανοσύρματα: Αρχική κατάσταση (FC state) με πλειοψηφία ικανοποιημένων δεσμών στην επιφάνεια που λειτουργούν ως κέντρα καρφώματος (pinning sites) και έντονο φαινόμενο drag που οδηγούν σε: i. Αύξηση του H c ii. iii. Ελάττωση του H eb Ελάττωση της ευκινησίας των ΜΤ. Διαφορετική γωνιακή εξάρτηση του H eb μεταξύ διμαγνητικών νανοσυρμάτων με μονοκρυσταλλικό AF φλοιό και νανοσυρμάτων με πολυκρυσταλλικούς AF φλοιούς, που οφείλεται στην διαφορετική δυναμική του φλοιού του κάθε συστήματος.

ΕΠΟΜΕΝΟ ΒΗΜΑ - ΠΡΟΟΠΤΙΚΕΣ: Μελέτη σχηματισμού μαγνητικών δινών σε νανοσύρματα / νανοσωλήνες Co/CoO. Μελέτη σχηματισμού, ανίχνευσης και κίνησης μαγνητικών σκυρμιονίων, σε νανοσυρμάτα / νανοσωλήνες FM-HM (βαρύ μέταλλο) που εμφανίζουν αλληλεπιδράσεις Dzyaloshinskii / Moriya.

ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Τριμελής επιτροπή: Δ. Κεχράκος, Αναπληρωτής Καθηγητής ΑΣΠΑΙΤΕ Γ. Π. Τριμπέρης, Ομότιμος Καθηγητής ΕΚΠΑ Κ. Σιμσερίδης, Επίκουρος Καθηγητής ΕΚΠΑ Παιδαγωγικό τμήμα/ασπαιτε: Για την πρόσβαση στην υπολογιστική υποδομή του εργαστηρίου Φυσικής όπου πραγματοποιήθηκαν οι υπολογισμοί. ΕΥΧΑΡΙΣΤΩ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΡΟΣΟΧΗ ΣΑΣ!

20

ΜΑΓΝΗΤΙΚΕΣ ΠΕΡΙΟΧΕΣ Χωρίς τοίχωμα Δύο περιοχές (domains) Τοίχωμα Bloch εύρους d=a Κατά συνέπεια, όσο η ανισοτροπία K τόσο το εύρος d. Τυπικά μεγέθη τοιχώματος Bloch είναι 10-1000 nm.

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΜΟΝΑΔΙΚΗΣ ΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ Μαγνητικό Υλικό σε συμβατική κλίμακα (L > 1μm) Μαγνητικό Υλικό σε νανοκλίμακα (L ~ 10-100 nm) Βασική Κατάσταση (Η=0, T=0): Σχηματισμός Μαγνητικών Περιοχών Μ=0 Βασική Κατάσταση (Η=0, T=0): Μοναδική Μαγνητική Περιοχή Μ 0

ΜΕΘΟΔΟΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΥ- Ο ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΣ M.M.C Η μέθοδος Monte Carlo (MC) στη Στατιστική Φυσική, είναι μια υπολογιστική μέθοδος προσομοίωσης, ενός θερμοδυναμικού συστήματος στην κανονική συλλογή (T=σταθερό). 1. Επιλογή αρχικού σχηματισμού των N spin 2. Τυχαία επιλογή ενός spin s i και μεταβολή του (s i s i +Δs i ) 3. Υπολογισμός της μεταβολής της ολικής ενέργειας ΔΕ 4. Αν ΔΕ <0, αποδοχή της νέας κατάστασης 5. Αν ΔΕ >0, αποδοχή της νέας κατάστασης με πιθανότητα w=exp(-δε/kt) 6. Επανάληψη Ν φορές των βημάτων 2-5 (1 Monte Carlo step per spin (MCSS)) 7. Υπολογισμός μακροσκοπικών ποσοτήτων πχ Α 8. Επανάληψη των βημάτων 2-6, Μ φορές 9. Υπολογισμός των μέσων τιμών, και του στατιστικού σφάλματος

ΔΙΑΤΑΞΕΙΣ ΕΝΔΟΕΠΙΦΑΝΕΙΑΣ Μη- ισοσταθμισμένη επιφάνεια Heb 0 Ισοσταθμισμένη επιφάνεια Heb = 0

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ-ΠΕΔΙΟΥ ΜΕ ΤΗ ΜΕΘΟΔΟ LLG

ΣΥΝΕΚΤΙΚΟ ΠΕΔΙΟ Παρατηρούμε: Αύξηση και κορεσμό του H c σε μεγάλα μήκη εξαιτίας των διπολικών αλληλεπιδράσεων, σε συμφωνία με πειραματικά αποτελέσματα (π.χ. Skomski et al 2001). Διατήρηση της ελάττωσης του H c στα C-S συστήματα σε διαφορετικά μήκη συρμάτων.

ΠΕΔΙΟ ΠΟΛΩΣΗΣ-ΑΝΤΑΛΛΑΓΗΣ Παρατηρούμε: Μικρό H eb στα C-S [001] συστήματα εξαιτίας του μικρού αριθμό μη-ισοσταθμισμένων spin. Αύξηση του H eb στα συστήματα C-S(rot) και C- S(rgh) λόγω αύξησης των μη-ισοσταθμισμένων σπιν.

Προσομοίωση vs (Πείραμα) Maurer et al PRB (2009) 28

Προσομοίωση vs (Πείραμα, Μοντέλο M-B) (M-B Model) (M-B Model) Co/CoO NWs L/D 13 Gandha et al Phys.Lett.A (2017) 29

ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΕΡΜΗΝΕΙΑ ΓΩΝΙΑΚΗΣ ΕΞΑΡΤΗΣΗΣ ΜΟΝΟΚΡΥΣΤΑΛΛΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Γραμμική αύξηση (M=ka) της Μαγνήτισης του πρώτου ατομικού στρώματος του φλοιού. Χρήση της σχέσης H eb = λm unc για τον υπολογισμό του αναμενόμενου H eb. (Ping Lv et al 2012) Η καμπύλη H eb (a)=h eb1 H eb2 εμπεριέχει τα ποιοτικά χαρακτηριστικά της γωνιακής εξάρτησης του μονοκρυσταλλικού συστήματος. Η ασθενείς απόκριση του μονοκρυσταλλικού φλοιού οδηγεί σε μη ισοσταθμισμένη επιφάνεια και σε αύξηση του H eb σε μικρές 30 γωνίες.