ESTUDO DAS PROPRIEDADES MAGNÉTICAS DE ... - UFRJ

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LISTA <strong>DE</strong> FIGURAS xii 2.13 Modelo dos vetores de magnetização ( M), ⃗ campo magnético ( H) ⃗ e eixo fácil (ê) em uma amostra policristalina. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 2.14 Fluxograma do algoritmo de Metrópolis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3.1 Resistência do mercúrio em função da temperatura. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 3.2 Efeito Meissner em um anel supercondutor esfriado com um campo magnético externo aplicado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 3.3 Acima, função de onda atenuada ao penetrar uma região normal. Abaixo, função de onda penetrando uma fina região normal separando dois supercondutores. . . . 29 3.4 Dependência da corrente em função da voltagem para uma junção Josephson. . . . 29 3.5 SQUID dc. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 3.6 Dependência da voltagem com o fluxo externo para uma corrente constante. . . . . 30 3.7 Transformador de fluxo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 3.8 (a) Magnetômetro, (b) Gradiômetro axial de primeira ordem, (c) Gradiômetro planar de primeira ordem, (d) Gradiômetro axial de segunda ordem. . . . . . . . . 32 3.9 Resposta dos gradiômetros de primeira e segunda ordem em função da distância da fonte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 3.10 Diagrama de um circuito típico usando o SQUID. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 3.11 Diagrama de um típico magnetometro de SQUID. A direita está a resposta das bobinas de detecção da amostra em função da altura. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 3.12 Diagrama do magnetômetro de SQUID S600X da cryogenics. . . . . . . . . . . . . . 36 4.1 Cristal de Mn 12 de 1.0mg preso com graxa (apiezon n) no porta amostra. . . . . . 39 4.2 Dados experimentais (pontos) e simulação Monte Carlo (linha) mostram a dependência da magnetização com o campo magnético aplicado na direção eixo fácil (◦), difícil (△) e a medida sobre o pó (□) em três situações diferentes (ver texto) para o composto Mn 12 com T = 3.2K. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 4.3 Dados experimentais (pontos) e simulação Monte Carlo (linha) mostram a dependência da magnetização com o campo magnético aplicado na direção eixo fácil (◦), difícil (△) e a medida sobre o pó (□) em três situações diferentes (ver texto) para o composto Mn 12 com T = 5.2K. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 4.4 Dados experimentais (pontos) e simulação Monte Carlo (linha) mostram a dependência da magnetização com o campo magnético aplicado na direção eixo fácil (◦), difícil (△) e a medida sobre o pó (□) em três situações diferentes (ver texto) para o composto Mn 12 com T = 8.2K. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 4.5 Comparação da curva do pó simulada (linha contínua) com a eq. 4.1 calculada através dos dados experimentais. Campo magnético aplicado na direção eixo fácil (◦), difícil (△) e a média do pó (□) com T = 8.2K. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
LISTA <strong>DE</strong> FIGURAS xiii 4.6 Dados experimentais que mostram a dependência da magnetização com o campo aplicado em uma direção paralela ao eixo fácil para temperaturas abaixo da de bloqueio T = 1.8,2.1,2.5,2.7K. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 4.7 Curvas de histerese simuladas com diferentes coercividades para T = 2.1K devido a variação de dθ. A dependência da coercividade com o parâmetro dθ é destacada na tabela 4.1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 4.8 Comparação dos dados experimentais (pontos) com os da simulação Monte Carlo (linha) reproduzindo o caminho que seria seguido sem o efeito de tunelamento com T = 2.1K. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 4.9 Dados experimentais (pontos) e simulação Monte Carlo (linha) de uma curva de magnetização a T = 2.5K. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 4.10 Função degrau com mínimos nos valores de campo em que ocorre tunelamento quântico da magnetização. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 4.11 Dependência do produto χT com a temperatura para a amostra PG195/2007 úmida, para um campo aplicado de 100Oe. χT tende a ∼ = 17emuK/mol a temperatura ambiente. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 4.12 Dependência da componente real da suscetibilidade com a temperatura para a amostra PG195/2007 úmida, para diferentes frequências do campo AC (10000 Hz, 3000 Hz, 1000 Hz, 300 Hz, 95 Hz, 25 Hz, 10 Hz). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 4.13 Dependência da componente imaginária da suscetibilidade com a temperatura para a amostra PG195/2007 úmida, para diferentes frequências do campo AC (10000 Hz, 3000 Hz, 1000 Hz, 300 Hz, 95 Hz, 25 Hz, 10 Hz). Dois processos de relaxação associados a diferentes valores de spin podem ser vistos. . . . . . . . . . . . . . . . . 54 4.14 Ajuste da lei de Arrhenius (eq. (2.18)) feito através dos máximos da fig. 4.13 para primeiro processo de relaxação. Para este caso, ∆E/k b = 23K e τ 0 = 10 −8 s. . . . . 55 4.15 Ajuste da lei de Arrhenius (eq. (2.18)) feito através dos máximos da fig. 4.13 para segundo processo de relaxação. Para este caso, ∆E/k b = 89K e τ 0 = 10 −10 s. . . . . 56 4.16 Dependência da componente real da suscetibilidade com a temperatura para a amostra PG195/2007 seca, para diferentes frequências do campo AC (10000 Hz, 3000 Hz, 1000 Hz, 300 Hz, 95 Hz, 25 Hz, 10 Hz). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 4.17 Dependência da componente imaginária da suscetibilidade com a temperatura para a amostra PG195/2007 seca, para diferentes frequências do campo AC (10000 Hz, 3000 Hz, 1000 Hz, 300 Hz, 95 Hz, 25 Hz, 10 Hz). Dois processos de relaxação associados a diferentes valores de spin podem ser vistos. . . . . . . . . . . . . . . . . 59 4.18 Ajuste da lei de Arrhenius (eq. (2.18)) feito através dos máximos da fig. 4.17 para o segundo processo de relaxação. para este caso, ∆E/k b = 87K e τ 0 = 10 −10 s. . . . 60 4.19 Componentes real e imaginária da suscetibilidade para a amostra PG195 úmida com f = 7000 e 700Hz e T = 4K. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
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