DINÁMICA DE LA MAGNETIZACIÓN DE UN NANO-ANILLO DE Fe EN PRESENCIA DE UN CAMPO MAGNÉTICO EXTERNO APLICADO

DYNAMICS OF THE MAGNETIZATION OF AN Fe NANO-RING IN THE PRESENCE OF AN APPLIED EXTERNAL MAGNETIC FIELD

Se reportan los resultados a 0 K de la magnetización de un sistema geométrico de Fe, en forma de  nano-anillo  de  3.14  nm  de  espesor  (t),  con  diámetros,  interno,  d  =  28.26  nm  y  externo  D  =  200.96  nm, el  cual  fue  sometido  a  la  acción  de  un  campo  magnético  externo,  H  =  ± 200  mT,  aplicado  sobre  uno  de los ejes de fácil magnetización (x), bajo condiciones de frontera libre. El estudio se realizó a través del programa  micromagnético  Ubermag  que  utiliza  el  paquete  OOMMF  y  el  método  de  diferencias  finitas,  con  un tamaño  de  celda,  c  =  1.57  nm.  Los  resultados  muestran  ciclos  de  histéresis  abiertos  con  campos  coercitivos (H_c)  bien  definidos,  en  donde  además  se  observan  escalones  que  se  asocian  a  campos  de  nucleación  (H_n)  y aniquilación  (H_a)  que  se  corresponden  a  la  formación  y  desaparición  de  dominios  magnéticos.  En  cuanto, a  las  configuraciones  magnéticas,  se  aprecia  la  generacion  de  dominios  y  paredes  de  dominio  magnético,  en algunos casos de tipo Néel. Por último, los gráficos de energáas muestran un paisaje complejo en función del campo, en donde las energías desmagnetizante (E_d), intercambio (E_ex), anisotropía (E_K) y Zeeman (E_Z), compiten  entre  sí.  Tal  complejidad  esta  asociada  a  la  geometría,  el  tamaño  del  sistema,  y  al  sentido  del campo magnético externo aplicado.

We report the results at 0 K of the magnetization of a geometrical system of Fe, in the form of a nano-ring of 3.14 nm thickness (t), with diameters, internal, d = 28.26 nm and external D = 200.96 nm, which was subjected to the action of an external magnetic field, H = ± 200 mT, applied on one of the axes of easy magnetization (x), under free boundary conditions. The study was performed through the micromagnetic program Ubermag using the OOMMF package and the finite difference method, with a cell size, c = 1.57 nm.  The results show open hysteresis cycles with well-defined coercive fields (H_c), where steps associated with nucleation (H_n) and annihilation (H_a) fields corresponding to the formation and disappearance of magnetic domains are also observed.  As for the magnetic configurations, the generation of domains and magnetic domain walls is observed, in some cases of Néel type. Finally, the energy plots show a complex landscape as a function of the field, where the demagnetizing (E_d), exchange (E_ex), anisotropy (E_K) and Zeeman (E_Z) energies compete with each other.  Such complexity is associated with the geometry, the size of the system, and the direction of the applied external magnetic field.