Influencia de la geometría en las propiedades magnéticas de nanoestructuras de hierro

Abstract

RESUMEN: En este trabajo se estudia el comportamiento de las propiedades magnéticas de nanoestructuras de α-Fe en función de la geometría del sistema. Tomando como base la estructura cristalina bcc del hierro, se procede a generar muestras de tamaño nanométrico en forma de cubo, esfera, cilindro y paralelepípedo rectangular, con condiciones de frontera libre y manteniendo fijo el número de espines empleados en la construcción. Se implementa un método variacional para el cómputo de la energía basado en la desigualdad de Bogoliubov y se utiliza un hamiltoniano tipo Ising para representar los momentos magnéticos en la estructura. Se calculan la magnetización por sitio y la susceptibilidad magnética en función de la temperatura para sistemas de diferentes tamaños (varios números de átomos). Se comparan los resultados para cada una de las geometrías en estudio y se discuten los diferentes valores de la temperatura crítica obtenidos en cada tipo de nanoestructura

ABSTRACT: In this work we study the behavior of magnetic properties of α-Fe nanostructures as a function of the system geometry. Upon the basis of the bcc crystalline structure for α-Fe, with free boundary conditions and maintaining the number of spins fixed, nanometric samples of different shapes, namely, cubic, spherical, cylindrical, and parallelepiped, were generated. The free energy variational method, based on the Bogoliubov inequality, and an Ising Hamiltonian were implemented in our study. Magnetization per site and magnetic susceptibility as functions on temperature, were computed for different system sizes. The results for the considered geometries are compared and discussed.