Analysis of the magnetization for Fe and Ni ferromagnetic nanoparticles with variable geometry using VAMPIRE software

Descripción del Articulo

The purpose of this research is to have a quantitative analysis on the temperature dependence magnetization of ferromagnetic nanoparticles (NPs), i.e., the Curie temperature (Tc), was systematically studied. The atomistic simulations were carried out using the VAMPIRE 5.0 software based on the Landa...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autores: Alca-Ramos, Yacu V., Ramos-Guivar, Juan A., Caetano Passamani, Edson
Formato: artículo
Fecha de Publicación:2022
Institución:Universidad Nacional Mayor de San Marcos
Repositorio:Revistas - Universidad Nacional Mayor de San Marcos
Lenguaje:inglés
OAI Identifier:oai:ojs.csi.unmsm:article/23069
Enlace del recurso:https://revistasinvestigacion.unmsm.edu.pe/index.php/fisica/article/view/23069
Nivel de acceso:acceso abierto
Materia:Iron
Nickel
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Curie temperature
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spelling Analysis of the magnetization for Fe and Ni ferromagnetic nanoparticles with variable geometry using VAMPIRE softwareAnálisis de la magnetización de nanopartículas ferromagnéticas de Fe y Ni con geometría variable usando el software VAMPIREAlca-Ramos, Yacu V.Ramos-Guivar, Juan A.Caetano Passamani, EdsonAlca-Ramos, Yacu V.Ramos-Guivar, Juan A.Caetano Passamani, EdsonIronNickelCritical temperatureMagnetizationCurie temperatureNanoparticleHierroNíquelMagnetizaciónTemperatura de CurieanisotropíaNanopartículaThe purpose of this research is to have a quantitative analysis on the temperature dependence magnetization of ferromagnetic nanoparticles (NPs), i.e., the Curie temperature (Tc), was systematically studied. The atomistic simulations were carried out using the VAMPIRE 5.0 software based on the Landau-Lifshitz-Gilbert-Heun method. The variable parameters of the simulations were damping, time step, particle geometry (spherical, cubic, and cylindrical) and particle size. We have calculated λ for Fe and Ni, in addition we have found different Tc values for each nanogeometry studied following a finite-size effect. We have found ν values for cubic NPs close to the reported values. In particular, it was observed that the Tc values for the studied geometries in the case of Fe and Ni decreases from their theoretical bulk values, for a critical particle size diameter less than 5 nm. Hence, the presented results (optimized atomistic parameters such as simulation time step, damping, and critical exponents) are the basis for advanced simulations of hybrid and complex nanostructures with perspective in biomedical and environmental applications.El propósito de esta investigación es tener un análisis cuantitativo sobre la dependencia de la magnetización con la temperatura para nanopartículas ferromagnéticas, es decir, que la temperatura de Curie (Tc), fue sistemáticamente estudiada. Las simulaciones atomísticas se realizaron utilizando el software VAMPIRE basado en el método Landau-Lifshitz-Gilbert-Heun. Los parámetros variables de la simulación estudiados fueron el amortiguamiento, paso de tiempo, geometría de las partículas (esféricas, cúbicas y cilíndricas) y tamaño. Se calculó λ para Fe y Ni, además se encontró diferentes Tc para cada nanogeometría estudiada siguiendo una relación de tamaño finito. Los valores de ν para NPs cúbicas son cercanos a los valores reportados. Se observó también que los valores de Tc para las geometrías estudiadas en el caso de Fe y Ni disminuyen del valor másico teórico para un diámetro de partícula crítico menor a 5 nm. Por tanto, los resultados presentados (parámetros atomísticos simulados, como el paso de tiempo de la simulación, el amortiguamiento y los exponentes críticos) son la base para comprender simulaciones avanzadas de nanostructuras complejas e híbridos con perspectiva en aplicaciones ambientales y biomédicas.Universidad Nacional Mayor de San Marcos2022-08-15info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionapplication/pdfhttps://revistasinvestigacion.unmsm.edu.pe/index.php/fisica/article/view/2306910.15381/rif.v25i2.23069Revista de Investigación de Física; Vol. 25 No. 2 (2022); 13-20Revista de Investigación de Física; Vol. 25 Núm. 2 (2022); 13-201728-29771605-7724reponame:Revistas - Universidad Nacional Mayor de San Marcosinstname:Universidad Nacional Mayor de San Marcosinstacron:UNMSMenghttps://revistasinvestigacion.unmsm.edu.pe/index.php/fisica/article/view/23069/18437Derechos de autor 2022 Yacu V. Alca-Ramos, Juan A. Ramos-Guivar, Edson Caetano Passamanihttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0info:eu-repo/semantics/openAccessoai:ojs.csi.unmsm:article/230692022-10-05T11:21:44Z
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description The purpose of this research is to have a quantitative analysis on the temperature dependence magnetization of ferromagnetic nanoparticles (NPs), i.e., the Curie temperature (Tc), was systematically studied. The atomistic simulations were carried out using the VAMPIRE 5.0 software based on the Landau-Lifshitz-Gilbert-Heun method. The variable parameters of the simulations were damping, time step, particle geometry (spherical, cubic, and cylindrical) and particle size. We have calculated λ for Fe and Ni, in addition we have found different Tc values for each nanogeometry studied following a finite-size effect. We have found ν values for cubic NPs close to the reported values. In particular, it was observed that the Tc values for the studied geometries in the case of Fe and Ni decreases from their theoretical bulk values, for a critical particle size diameter less than 5 nm. Hence, the presented results (optimized atomistic parameters such as simulation time step, damping, and critical exponents) are the basis for advanced simulations of hybrid and complex nanostructures with perspective in biomedical and environmental applications.
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