Monte Carlo study of the magnetic properties and finite size effects in single wall ferromagnetic nanotubes

Abstract

ABSTRACT: In this work the influence of diameter upon the magnetic properties of single wall ferromagnetic nanotubes was studied. Magnetization per site, magnetic susceptibility, specific heat and total energy were computed on the basis of a classical Heisenberg model involving nearest neighbor interactions and using a Monte Carlo method implemented with a single spin movement Metropolis dynamics. The spontaneous magnetization, absolute value of ferromagnetic energy and critical temperature increase with diameter of the tubes and spin quantum number. The critical temperature is determined by the tube diameter. As the diameter of the tube tends to infinity, all the numerical results approach to those of a two-dimensional monolayer

RESUMEN: En este trabajo se estudio la influencia del diámetro sobre las propiedades magnéticas de nanotubos ferromagnéticos de una sola capa. Se calcularon la magnetización por sitio, la susceptibilidad magnética, el calor específico y la energía total partiendo de un modelo clásico de Heisenberg y teniendo en cuenta interacciones de primeros vecinos, ademas se empleó el método de Monte Carlo con la dinámica de Metrópolis de movimiento de espín unitario. La magnetización espontánea, el valor absoluto de la energía ferromagnética y la temperatura crítica incrementan con el diámetro de los nanotubos y el número cuántico de espín. A medida que el diámetro de los nanotubos tiende a ´ infinito, todos los resultados numéricos tienden a los de una capa bidimesional.