Excitaciones colectivas magnéticas en nanopartículas magnéticas

Abstract

RESUMEN: En este trabajo se presenta el estudio de las excitaciones magnéticas colectivas a bajas temperaturas para diferentes conjuntos de nanopartículas magnéticas. Las excitaciones magnéticas colectivas, u ondas de espín, son un fenómeno el cual, a pesar de producirse como consecuencia de la existencia de cierta energía térmica en el material, deja de observarse claramente a partir de cierta temperatura. En particular, se ha encontrado que, para ciertos materiales nanométricos magnéticos, estas no sobreviven más allá del 30 % de su temperatura de orden magnético (Curie o Néel), mientras que otras llegan casi hasta el 60 %. A partir del ajuste de la imanación en alto campo magnético en función de la temperatura es posible determinar la constante de rigidez de estas excitaciones, que equivale a estudiar cualitativamente la energía necesaria para invertir un espín y generar así una onda de espín. Los valores de esta constante para las diferentes muestras entran dentro de un margen razonable, encontrándose que el NdCu2 es el compuesto donde es más fácil generarlas debido a su baja temperatura de Néel (orden), mientras que en el MM02-01 (γ-Fe2O3) es el más difícil por el mismo argumento.

ABSTRACT: In this report, we present a study of collective magnetic excitations at low temperatures for different ensembles of magnetic nanoparticles. Collective magnetic excitations, or spin-waves, are a phenomenon that, besides being produced as a consecuence of the existence of a certain thermal energy in the nanometric material, it is not observable above a certain temperature. In particular, it has been found that, for some materials, these spin-waves does not survive beyond 30 % of their magnetic order temperature, while others do it almost up to the 60 %. From fits of the magnetization in high magnetic field versus temperatura, it is possible to define the spin-wave stiffness constant, which is equivalent to study qualitatively the required energy to invert a spin and generate a spin-wave. The values of this constant for the different samples are within a coherent range, finding that NdCu2 nano is the alloy where the generation of magnons is most favorable due to its low Néel temperature (order). By contrast, in MM02-01 (γ-Fe2O3) this generation is the most difficult one for the same argument.