Efeito magnetocalórico em sistemas ferrimagnéticos

Nesta tese, o efeito magnetocalórico é estudado teoricamente partindo de um hamiltoniano modelo que leva em conta uma rede magnética formada por diversas sub-redes magnéticas acopladas. No hamiltoniano são consideradas as interações de troca, Zeeman e magnetoelástica. Primeiramente, o hamiltoniano é apresentado em sua forma generalizada para R sub-redes magnéticas e a influência dos parâmetros do modelo na temperatura de Nèel e na temperatura de compensação é analisada no sistema com duas sub-redes magnéticas. Encontramos que, dependendo dos parâmetros de troca, arranjos ferrimagnético, antiferromagnético e ferromagnéticos podem ser obtidos. O efeito magnetocalórico foi sistematicamente estudado para diversos arranjos possíveis, posteriormente foi estudado em compostos reais do tipo R3Fe5O12 (RIG), sistema formado por três sub-redes magnéticas. Retornando ao sistema com duas sub-redes magnéticas foi analisada a influência da interação magnetoelástica no efeito magnetocalórico nos arranjos ferrimagnéticos obtidos previamente. Aplicando este modelo para uma estrutura cúbica do tipo perovskita, estudamos o efeito magnetocalórico nos compostos EuZrO3 e EuTiO3. Uma metodologia para a obtenção da magnetização de uma amostra policristalina foi apresentada e ainda estudamos o efeito magnetocalórico anisotrópico de natureza antiferromagnética.

Preparação e caracterização de microesferas poliméricas com morfologia casca-núcleo e propriedades magnéticas à base de estireno e divinilbenzeno

Foram sintetizadas microesferas poliméricas com propriedades magnéticas e morfologia casca-núcleo por meio da técnica de polimerização em suspensão em duas etapas. O núcleo foi constituído por poli(estireno-co-divinilbenzeno) e magnetita modificada com ácido oleico. Foi avaliada a influência da velocidade de agitação e da concentração de iniciador sobre as características das microesferas utilizadas como núcleo (morfologia, tamanho de partículas, propriedades magnéticas e estabilidade térmica). A casca foi constituída por poli(estireno-co-divinilbenzeno) sem material magnético. Foi avaliado o método de adição da emulsão dos monômeros formadores da casca e o tempo de inchamento dos núcleos na emulsão. As microesferas casca-núcleo foram caracterizadas quanto ao seu aspecto morfológico e à estabilidade térmica. Os núcleos não apresentaram ciclos de histerese, estando assim próximos de um material com propriedades superparamagnéticas. O copolímero sintetizado com a maior velocidade de agitação e a menor concentração de iniciador foi o que apresentou o maior teor de ferro incorporado (3,317 %), a maior magnetização de saturação (2,99 emu/g) e o menor diâmetro médio de partículas (81 m). As microesferas casca-núcleo apresentaram apenas um estágio de degradação e as suas Tmáx foram menores do que a do núcleo. O mapa composicional de ferro confirmou a presença de magnetita na superfície das microesferas casca-núcleo

Síntese e caracterização de microesferas poliméricas reticuladas à base de poli(ácido metacrílico) contendo nanopartículas magnéticas de ferritas de manganês

As nanopartículas de ferritas de manganês (MnFe2O4) tem sido de grande interesse por causa de suas notáveis propriedades magnéticas doces (baixa coercividade e moderada magnetização de saturação) acompanhada com boa estabilidade química e dureza mecânica. A formação de materiais híbridos/compósito estabiliza as nanopartículas magnéticas (NPMs) e gera funcionalidades aos materiais. Entretanto, não foi encontrada na literatura uma discussão sobre a síntese e as propriedades de polímeros polares reticulados à base de ácido metacrílico contendo ferritas de manganês na matriz polimérica. Assim, o objetivo desta Dissertação foi produzir partículas esféricas poliméricas reticuladas, com boas propriedades magnéticas, à base de ácido metacrílico, estireno, divinilbenzeno e ferritas de manganês. Neste trabalho, foram sintetizados compósitos de ferrita de manganês (MnFe2O4) dispersa em copolímeros de poli(ácido-metacrílico-co-estireno-co-divinilbenzeno), via polimerização em suspensão e em semi-suspensão. Foram variados os teores de ferrita (1% e 5%) e a concentração do agente de suspensão (0,2% e 5%). Além disso, foram testadas sínteses contendo a fase orgânica pré-polimerizada, e também a mistura da ferrita na fase orgânica (FO), antes da etapa da polimerização em suspensão. Os copolímeros foram analisados quanto as suas morfologias - microscopia óptica; propriedades magnéticas e distribuição das ferritas na matriz polimérica - VSM, SEM e EDS-X; propriedades térmicas TGA; concentração de metais presentes na matriz polimérica absorção atômica. As ferritas foram avaliadas quanto à cristalografia XRD. A matriz polimérica foi avaliada pela técnica de FTIR. As amostras que foram pré-polimerizadas e as que além de pré-polimerizadas foram misturadas as ferritas de manganês na FO, apresentaram as melhores propriedades magnéticas e uma incorporação maior da ferrita na matriz polimérica. Essas rotas sintéticas fizeram com que os copolímeros não apresentassem aglomeração, e também minimizou a presença de ferritas na superfície das microesferas. Em geral, todos os copolímeros obtidos apresentaram as características de materiais magneticamente doces além do superparamagnetismo. Foi constatado que o aumento da concentração do PVA e a diminuição da concentração da ferrita fazem com que os diâmetros das microesferas decresçam. Os resultados de TGA e DTG mostraram que ao misturar as ferritas na FO, a concentração de material magnético na matriz polimérica aumenta cerca de 10%. Entretanto, somente a amostra PM2550, pré-polimerizada e com as ferritas misturadas na FO (5% de ferrita e 0,2% de PVA), apresentou potencial aplicação. Isso porque as ferritas não ficaram expostas na superfície das microesferas, ou seja, o material magnético fica protegido de qualquer ação externa

Analysis on the spin reorientation of GdFeCo/DyFeCo exchange-coupled double-layer films

In this paper, GdFeCo/DyFeCo exchange-coupled double-layer films used for center aperture type magnetically induced super resolution were investigated through experiments and theoretical calculation. The samples were prepared by magnetron sputtering method. The polar Kerr effect was measured to prove the spin reorientation of the readout layer. Theoretical study of magnetization profiles was performed on the basis of the mean-field theory and the continuum model. The theoretical results showed that the magnetization orientation of the readout layer changed gradually from in-plane to out-of-plane with the rise of the temperature. Theoretical analysis explained the experimental results successfully. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

GdFeCo／TbFeCo磁超分辨磁光记录薄膜研究

用磁控溅射法制备了GdFeCo／TbFeCo交换耦合两层薄膜，利用不同温度的克尔磁滞回线和VSM磁滞回线研究了读出层（GdFeCo）变温磁化方向变化过程．结果表明，随温度升高读出层从平面磁化转变为垂直磁化，交换耦合两层薄膜具有中心孔探测磁超分辨的基本性能．转变过程主要受饱和磁化强度（Ms）的影响，在GdFeCo的补偿温度附近，读出层的磁化强度较小，退磁场能也较小，在交换耦合的作用下，使读出层（GdFeCo）的磁化方向发生转变．磁化方向的转变在75℃～125℃的温度范围内变化较快．

A invenção do Padre: genealogia da subjetivação clerial em seminários católicos

A presente pesquisa investiga a produção de subjetividade em seminários católicos. Por meio de diversos teóricos, girando em torno do eixo conceitual da Análise Institucional (em sua vertente socioanalítica e, principalmente, esquizoanalítica), pesquisou-se um importante seminário católico diocesano na região Sudeste, um dos primeiros fundados no Brasil. Um seminário é a instituição de internato em que muitos homens vivem, estudam e trabalham, durante oito anos em média, para se tornarem padres. Nossa pesquisa de campo utilizou-se da observação participante, oriunda da antropologia e sociologia, em diversas visitas ao estabelecimento, durante as quais fomos autorizados a participar de todas as atividades dos 110 seminaristas internos. Em seguida, alguns seminaristas, de todas as etapas da formação, e todos os 5 padres formadores foram entrevistados. Recorremos a entrevistas abertas de história de vida, segundo os procedimentos da História Oral italiana. Guiados pela distinção da filosofia de Spinoza de três gêneros de conhecimento, buscamos dramatizar a formação clerical em três níveis de compreensão: os Signos ou afectos, as Noções ou conceitos, as Essências ou perceptos. Por meio dessa trajetória, constatamos o predomínio da dimensão do instituído e de uma modelização homogeneizadora de tipo romana, resultando em que os clérigos ali formados se fechem em uma identidade sacerdotal claramente identificável e encapsulada na obediência aos centros de poder eclesiais: a Cúria romana, a Mitra diocesana e a Paróquia. Busca-se, na formação, reproduzir a subjetividade serializada segundo um Modelo sacerdotal institucionalizado, no qual as dimensões litúrgica e disciplinar são ressaltadas, em detrimento das dimensões místico-políticas sendo a perseguição à Teologia da Libertação um importante analisador dessa característica. A constante vigilância da pureza doutrinal, litúrgica, organizacional e teológica indicou-nos a pressão em reprimir a dimensão místico-profética, que range, querendo se expressar. Em vista disso, bem como de inúmeros outros analisadores, conceitos e personagens produzidos ao longo da pesquisa, pudemos constatar que o desejo clerical, modulado na formação seminarística, oscila entre dois pólos: um pólo sacerdotal-romano-paranóico e um pólo profético-libertador-esquizo. No primeiro, há redução à identidade hegemônica nascida nos centros de poder eclesiais, fechando-se à diferença, na busca de um projeto de imortalidade frente às intempéries da vida e transformações da História, produzindo práticas hierárquicas a partir de um pensamento de caráter transcendente, representativo. No segundo pólo, há busca de singularização, nascida do seguimento a Jesus, o conseqüente compromisso com os menores e excluídos dentro e fora da Igreja e o processo inerente a esta produção de sentido, criando-se, em conseqüência, uma radical imanentização da vida cristã e de seus pólos e transcendências: material/espiritual, fé/vida, Igreja/Mundo, mística/política. O seminário pesquisado, indicador das transformações micropolíticas da Igreja contemporânea, produz hegemonicamente um desejo sacerdotal-romano-paranóico, forjando funcionários do poder da Igreja, burocratas do aparelho de Estado romano, aplicadores de suas rubricas litúrgicas e normas doutrinais e morais, e não profetas do Reino de Deus, máquinas de guerra libertadoras quanto a tudo o que oprime a potência da vida e suas inauditas expressões singulares.

Estudo do efeito magnetocalórico nos compostos da série Gd1-xDyxAl2

Nesta dissertação, foram investigadas as propriedades magnéticas e magnetocalóricas nos compostos intermetálicos de terras-raras Gd1-xDyxAl2 (x = 0, 0.25, 0.50, 0.75 e 1.00) usando abordagens teórica e experimental. Do ponto de vista teórico, a série Gd1-xDyxAl2 foi descrita através de um modelo para o hamiltoniano magnético, incluindo o efeito Zeeman, interação de troca e a anisotropia de campo elétrico cristalino. As entropias da rede e eletrônica foram consideradas nas aproximações de Debye e de gás de elétrons livres, respectivamente. A parte experimental inclui a preparação do material, sua caracterização e medidas das quantidades magnéticas e magnetocalóricas. Os resultados experimentais e os cálculos teóricos da variação adiabática da temperatura (ΔTad) e da variação isotérmica da entropia (ΔS T), sob variações de campo magnético ao longo da direção de fácil magnetização, estão de bom acordo. O efeito da aplicação do campo magnético ao longo de uma direção de difícil magnetização foi estudado e as componentes da magnetização em função da temperatura foram investigadas. Também foi observado que a temperatura de reorientação de spin, TR, diminui quando a intensidade do campo magnético aumenta. Além disso, as concentrações molares ótimas de um material híbrido formado pelos compostos Gd1-xDyxAl2 (x = 0, 0.25, 0.50, 0.75 e 1.00) foram simuladas usando um método numérico de matriz proposto por Smaili e Chahine. O compósito apresenta um bom intervalo de temperatura para um refrigerador magnético de 60 até 170 K.

Synthesis and characterization of room-temperature ferromagnetism in Fe- and Ni-co-doped In2O3

Observation of room-temperature ferromagnetisin in Fe- and Ni-co-doped In2O3 samples (In0.9Fe0.1-xNix)(2)O-3 (0 <= x <= 0.1) prepared by citric acid sol-gel auto-igniting method is reported. All of the samples with intermediate x values are ferromagnetic at roomtemperature. The highest saturation magnetization (0.453 mu B/Fe + Ni ions) moment is reached in the sample with x = 0.04. The highest solubility of Fe and Ni ions in the In2O3 lattice is around 10 and 4 at%, respectively. The 10 at% Fe-doped sample is found to be weakly ferromagnetic, while the 10at% Ni-doped sample is paramagnetic. Extensive structure including Extended X-ray absorption fine structure (EXAFS), magnetic and magneto-transport including Hall effects studies on the samples indicate the observed ferromagnetism is intrinsic rather than from the secondary impurity phases. (c) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Higher order vortex gyrotropic modes in circular ferromagnetic nanodots

Magnetic vortex that consists of an in-plane curling magnetization configuration and a needle-like core region with out-of-plane magnetization is known to be the ground state of geometrically confined submicron soft magnetic elements. Here magnetodynamics of relatively thick (50-100 nm) circular Ni80Fe20 dots were probed by broadband ferromagnetic resonance in the absence of external magnetic field. Spin excitation modes related to the thickness dependent vortex core gyrotropic dynamics were detected experimentally in the gigahertz frequency range. Both analytical theory and micromagnetic simulations revealed that these exchange dominated modes are flexure oscillations of the vortex core string with n = 0,1,2 nodes along the dot thickness. The intensity of the mode with n = 1 depends significantly on both dot thickness and diameter and in some cases is higher than the one of the uniform mode with n = 0. This opens promising perspectives in the area of spin transfer torque oscillators.

Optimizing the Curie temperature of pseudo-binary RxR2-x ' Fe-17 (R, R ' = rare earth) for magnetic refrigeration

Several pseudo-binary RxR2-x'Fe-17 alloys (with R = Y, Ce, Pr, Gd and Dy) were synthesized with rhombohedral Th2Zn17-type crystal structure determined from x-ray and neutron powder diffraction. The choice of compositions was done with the aim of tuning the Curie temperature (T-C) in the 270 +/- 20 K temperature range, in order to obtain the maximum magneto-caloric effect around room temperature. The investigated compounds exhibit broad isothermal magnetic entropy changes, Delta S-M(T), with moderate values of the refrigerant capacity, even though the values of Delta S-M(Peak) are relatively low compared with those of the R2Fe17 compounds with R = Pr or Nd. The reduction on the Delta S-M(Peak) is explained in terms of the diminution in the saturation magnetization value. Furthermore, the Delta S-M(T) curves exhibit a similar caret-like behavior, suggesting that the magneto-caloric effect is mainly governed by the Fe-sublattice. A single master curve for Delta S-M/Delta S-M(Peak)(T) under different values of the magnetic field change are obtained for each compound by rescaling of the temperature axis.

Preparação e avaliação de hidrogéis nanocompósitos à base de alginato na remoção de Cu (II) e Zn (II) de soluções aquosas

Esta dissertação teve como objetivo, a preparação de hidrogéis à base de alginato contendo argila e material magnético em sua estrutura. Foram analisadas as modificações nas características físico-químicas dos hidrogéis preparados com diferentes reticulantes (CaCl2 e FeCl3) e diferentes concentrações de material magnético (1 e 3 % m/m) e argila (1, 5 e 10 %). Após isso, os hidrogéis foram avaliados quanto à capacidade de remoção de íons Cu2+ e Zn2+ de soluções aquosas. As amostras foram caracterizadas quanto à composição química por espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), quanto à morfologia por microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura (SEM) e quanto às propriedades magnéticas por magnetometria de amostra vibrante (VSM). Através da técnica de difratometria de raios-X (XRD), foi possível verificar a natureza do material magnético e a dispersão da argila nos hidrogéis. A estabilidade térmica das amostras foi analisada por análise termogravimétrica (TGA). Os resultados mostraram que tanto a argila como o material magnético ficaram bem dispersos nas amostras. De forma geral, foram preparados hidrogéis com morfologia esférica, sendo que os hidrogéis de alginato de cálcio tenderam a apresentar maior resistência térmica do que os hidrogéis de alginato de ferro. Todas as amostras magnéticas apresentaram comportamento superparamagnético, porém as amostras de alginato de ferro mostraram-se quebradiças após o intumescimento em água. O tempo médio de equilíbrio de intumescimento foi de 240 minutos. Os resultados de cinética de adsorção mostraram que os hidrogéis de alginato de cálcio preparados nas condições avaliadas nesta Dissertação foram eficientes na remoção dos íons Cu2+ e Zn2+, sendo que o cobre apresentou maior afinidade pelo hidrogel do que o zinco

Influência da reorientação de spin nas propriedades termomagnéticas dos compostos da série Ho1-yGdyAl2

Neste trabalho foram estudadas as propriedades estruturais e termomagnéticas dos pseudobinários Ho1-yGdyAl2, através de abordagens experimentais e teóricas. A parte experimental envolveu a preparação de cinco amostras, com as concentrações y = 0, 0,25, 0,5, 0,75 e 1, assim como medidas de magnetização, calor especifico e da variação adiabática da temperatura. Na parte teórica usamos um hamiltoniano modelo que leva em consideração a interação dos íons com o campo magnético aplicado, com o campo elétrico cristalino e a troca entre os íons magnéticos. A entropia da rede foi considerada na aproximação de Debye e a entropia eletrônica na aproximação do gás de elétrons livres. A influência das reorientações de spin, espontâneas e induzidas pelo campo magnético, na magnetização e no calor especifico foram investigadas sistematicamente tanto a partir de dados experimentais quanto teoricamente. Também obtemos resultados teóricos para a variação de entropia e variação adiabática da temperatura alterando a intensidade ou a direção do campo magnético.

Efeito da anisotropia sobre as propriedades magnetocalóricas de compostos metálicos: um estudo sistemático

O efeito magnetocalórico, i.e., o aquecimento e/ou resfriamento de um material magnético sob variação do campo magnético aplicado é a base da refrigeração magnética.O efeito magnetocalórico é caracterizado pela variação da entropia em um processo isotérmico (O efeito magnetocalórico, i.e., o aquecimento e/ou resfriamento de um material magnético sob variação do campo magnético aplicado é a base da refrigeração magnética. O efeito magnetocalórico é caracterizado pela variação da entropia em um processo isotérmico (ΔSiso) e pela variação da temperatura em um processo adiabático ΔTad.Apesar dos inúmeros trabalhos experimentais e teóricos publicados nessa área, muitos aspectos desse efeito ainda não são bem compreendidos.Nesse trabalho discutimos os efeitos da anisotropia sobre as propriedades magnetocalóricas de um sistema de momentos magnéticos localizados. Para essa finalidade, utilizamos um modelo de spins interagentes com um termo de anisotropia uniaxial do tipo DS2 z , onde D é um parâmetro. Nesse modelo, em que o eixo z é a direção de fácil magnetização, a magnitude do parâmetro de anisotropia e a direção do campo magnético aplicado têm um papel fundamental no comportamento das grandezas magnetocalóricas ΔSiso e ΔTad. Realizamos um estudo sistemático para um sistema com J = 1 aplicando o campo magnético em diferentes direções. Os resultados mostram que, quando o campo magnético é aplicado ao longo da direção z, as grandezas magnetocalóricas apresentam o comportamento normal (valores positivos de ΔTad e valores negativos de ΔSiso para ΔB > 0). Quando o campo magnético é aplicado em uma direção diferente do eixo z, as grandezas magnetocalóricas podem apresentar o comportamento inverso (valores negativos de ΔTad e valores positivos de ΔSiso para ΔB > 0) ou o comportamento anômalo (troca de sinal nas curvas de ΔTad e ΔSiso). Resultados equivalentes também foram obtidos para um sistema com J = 7=2.

Growth and magnetic properties of ferromagnetic Co nanorods filled inside carbon nanotubes towards nanoscale spintronics

We synthesize Co nanorod filled inside multi-walled CNTs (MWCNTs) by microwave plasma enhanced chemical vapor deposition (MPECVD) and utilize off-axis electron holography to observe the remanent states of the filled metal nanorod inside MWCNTs at room. The MWCNTs grew up to 100-110 nm in diameter and 1.5-1.7 μm in length. The typical bright-field transmission electron microscope (TEM) images revealed both Co/Pd multisegment nanorod and Co nanorod filled inside MWCNTs on the same substrate. We have also performed energy-dispersive X-ray spectrometer (EDS) measurements to characterize the composition of metal filled inside MWCNTs. Based on high-resolution TEM measurements, we observed the face-centered-cubic (fcc) Co filled inside MWCNT. The component of magnetic induction was then measured to be 1.2±0.1 T, which is lower than the expected saturation magnetization of fcc Co of 1.7 T. The partial oxidation of the ferromagnetic metal during the process and the magnetization direction may play an important role in the determination of the quality of the remanent states. © 2008 IEEE.

Behavior of bulk melt-textured YBCO single domains subjected to crossed magnetic fields

We have experimentally investigated the crossed magnetic field effects on bulk melt-processed YBCO single domains. The samples were first permanently magnetized along their c-axis and then subjected to several cycles of a transverse magnetic field parallel to the ab planes. The magnetic properties along the c and ab directions were simultaneously measured using a couple of orthogonal pick-up coils as well as a Hall probe placed against the sample surface. The effects of both sweep amplitude and polarity were investigated. Field sweeps of alternate polarities are shown to affect the decay of the c-axis magnetization much more strongly than field sweeps of unique polarity do. However, the c-axis magnetization does not show any saturation even after a large number of field sweeps. Next, a micro-Hall probe scanning system was used to measure the distribution of magnetic induction over the top surface of the single domain subjected to the same combination of magnetic fields. The results are shown to be consistent with those determined with the sensing coils and bring out the role played by geometric effects.