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Addition of magnetic markers for non-destructive evaluation of polymer composites
(UFSCar - Dep. de Engenharia de Materiais, 2011-10) Fulco, Ana Paula Pereira; Melo, José Daniel Diniz; Paskocimas, Carlos Alberto; Medeiros, Suzana Nóbrega de; Machado, Fernando Luis de Araujo; Rodrigues, Alexandre Ricalde
Polymer composite pipes are an appealing option as a substitute for conventional steel pipes, particularly due to their inherent corrosion resistance. However, the composite pipes currently used do not allow non-destructive evaluation (NDE) using instrumented devices which operate with magnetic sensors. The present work aims at the development of polymer composites with the addition magnetic markers to allow the application non-destructive evaluation techniques which use magnetic sensors. Glass-polyester composite flat, circular plates were fabricated with the addition of ferrite particles (barium ferrite and strontium ferrite) and four types of notches were introduced on the plates' surfaces. The influence of these notches on the measured magnetic properties of each material was measured. X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence (XRF) and Brunauer, Emmett, and Teller (BET) nitrogen adsorption were used for the characterization of the ferrite particles. Particle dispersion in the polymer matrix was analyzed by scanning electron microscopy (SEM). According to the results, a particular variation in magnetic field was detected over the region surrounding each type of notch. The results suggest that the proposed technique has great potential for damage detection in polymer composites using magnetic sensors and thus constitute a valuable contribution which may ultimately lead to the development of non-destructive evaluation techniques for assessing the structural integrity polymer composite pipes
Caracterização magnética e estrutural de filmes depositados por gaiola catódica
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2014-07-25) Araújo, Ana Karollina Gomes de; Carriço, Artur da Silva; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4787041Z8; ; http://lattes.cnpq.br/2272542863105540; Medeiros, Suzana Nóbrega de; ; http://lattes.cnpq.br/2148858591663240; Carvalho, Vagner Eustáquio de; ; http://lattes.cnpq.br/0222478124646914
Filmes de nitreto de ferro, com centenas de nanometros de espessura foram depositados pelo método de deposição/nitretação por Gaiola Catódica utilizando um plasma de N2/H2 sobre um substrato de vidro comum. A estrutura, morfologia da superfície e propriedades magnéticas foram investigadas com o uso de Difratometria de Raio-X (DRX), Microscopia de Força Atômica (MFA) e Magnetômetro de Amostra Vibrante (MAV). A DRX exibe a formação da fase γ FeN e mistura de fases ζFe2N + ɛFe3N. A magnetização de saturação e coercividade dos filmes de nitreto de ferro dependem da morfologia, composição, tamanho de grão e temperatura de tratamento. Com o aumento da temperatura de 250 para 350 ºC, a magnetização de saturação e a coercividade na direção paralela à superfície dos filmes também aumentam em proporção relativa. Isto pode ser atribuído aos tamanhos de grãos e às diferentes fases formadas, já que fases ricas em ferro como ɛFe3N surgem com frequência maior em temperaturas de tratamento mais elevadas. Neste estudo foi possível a deposição de filmes de boa adesão e boas propriedades magnéticas com grande aplicação em dispositivos magnéticos por um método novo e de baixo custo
Caracterizações estruturais e magnéticas de nanocompósitos do tipo Fe/Fe3O4, Fe/FeyO e Fe/Fe3O4/FeyO obtidos por moagem de alta energia
(2018-07-25) Batista, Sérgio Orlando de Souza; Medeiros, Suzana Nóbrega de; Bohn, Felipe; ; ; ; Araújo, José Humberto de; ; Silva, Rodolfo Bezerra da; ; Alves, Tibério Magno de Lima; ; Acchar, Wilson;
Neste trabalho foram sintetizados nanocomp´ositos dos tipos Fe/Fe3O4, Fe/FeyO e Fe/Fe3O4 /FeyO atrav´es do m´etodo da moagem de alta energia. Foram estudados os efeitos da moagem na forma¸c˜ao dos nanocomp´ositos, nos tempos de moagem de 24 e 40 h com velocidade de 300, 400 e 600 rpm, enquanto para o tempo de 99 h foi utilizada apenas a velocidade de 300 rpm. Os produtos da moagem foram caracterizados estrutural e magneticamente utilizando-se as t´ecnicas experimentais de Difra¸c˜ao de Raios X, Espectroscopia M¨ossbauer, Magnetometria e Hipertermia Magn´etica. A partir dos dados obtidos da difra¸c˜ao de raios X, juntamente com o refinamento Rietveld, foi poss´ıvel identificar, quantificar e determinar os tamanhos m´edios dos cristalitos e parˆametros de redes das fases cristalinas dos nanocomp´ositos. Os resultados do refinamento Rietveld nas amostras mo´ıdas a 24 h indicaram uma redu¸c˜ao dos tamanhos m´edios dos cristalitos com o aumento da velocidade de rota¸c˜ao devido ao alto grau de fragmenta¸c˜ao das part´ıculas. Para as amostras mo´ıdas a 600 rpm durante 40 h, a estrutura cristalina foi alterada de magnetita para a w¨ustita, que foi confirmada por meio do ajuste do espectro M¨ossbauer, estando de acordo com os dados de difra¸c˜ao de raios X. Essa amostra em particular apresentou propriedades t´ermicas interessantes para poss´ıveis aplica¸c˜oes de hipertermia na terapia do cˆancer. Quando os efeitos estudados foram dos tempos de 24, 40 e 99 h com velocidade fixa de 300 rpm, observou-se uma redu¸c˜ao significativa na concentra¸c˜ao de Fe da amostra. Os dados obtidos das medidas magn´eticas, revelaram uma redu¸c˜ao da magnetiza¸c˜ao de satura¸c˜ao, conforme aumentava o tempo e velocidade da moagem, em virtude da redu¸c˜ao da concentra¸c˜ao de Fe nas amostras. Curvas de magnetiza¸c˜ao isot´ermicas a diferentes temperaturas de 5 a 300 K para as amostras mo´ıdas a 40 e 99 h com velocidade de 600 e 300 rpm, respectivamente, revelaram o efeito de exchange bias, associado ao acoplamento entre as fases ferromagn´eticas e antiferromagn´eticas. Para as medidas magn´eticas em fun¸c˜ao da temperatura realizadas na amostra mo´ıda por 99 h, observou-se um deslocamento da temperatura de irreversibilidade, sugerindo um prov´avel comportamento de spin glass de acordo com Almeida-Thouless.
Comportamento magnético de compósitos de matriz polimérica com adição de ferritas
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2013-09-06) Fulco, Ana Paula Pereira; Melo, José Daniel Diniz; ; http://lattes.cnpq.br/6572298923055649; ; http://lattes.cnpq.br/9935465828788828; Paskocimas, Carlos Alberto; ; http://lattes.cnpq.br/2365059843175411; Medeiros, Suzana Nóbrega de; ; http://lattes.cnpq.br/2148858591663240; Machado, Fernando Luís de Araújo; ; http://lattes.cnpq.br/4572625669922885
Materiais compósitos poliméricos oferecem vantagens para várias aplicações pela combinação de propriedades como baixa densidade, elevada resistência mecânica e módulo de elasticidade específicos e resistência a corrosão. Entretanto, por não serem magnetizáveis, esses materiais não permitem a utilização de técnicas de avaliação não destrutivas que utilizem sensores magnéticos. Ferritas são materiais com excelentes propriedades magnéticas, estabilidade química e resistência à corrosão. Devido a essas propriedades esses materiais são promissores para o desenvolvimento de compósitos de matriz polimérica com propriedades magnéticas. Neste trabalho, discos de compósitos de fibra de vidro/epóxi foram produzidos com adição de 10% em massa de partículas de ferrita de cobalto ou de bário. A ferrita de cobalto foi sintetizada pelo método Pechini. A ferrita comercial de bário foi submetida a um processo de moagem para se estudar o efeito do tamanho de partícula nas propriedades magnéticas do material. A caracterização das ferritas foi realizada pelas técnicas de difração de raio x (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV-FEG) e magnetometria de amostra vibrante (MAV). Entalhes circulares com diâmetros de 1, 5 e 10 mm foram introduzidos nos discos de compósitos com o auxílio de uma broca para avaliação não-destrutiva por meio da técnica de fuga de fluxo magnético (MFL). A abordagem apresentada permitiu identificar todos os entalhes introduzidos nos discos. Os resultados indicaram que os sinais magnéticos medidos nos discos com a ferrita de bário sem moagem e de cobalto apresentaram boa correlação com a presença dos entalhes. O processo de moagem por 12 h e 20 h não contribuiu para a melhor identificação de entalhes de menor dimensão (1 mm). Entretanto, o menor tamanho de partícula permitiu produzir curvas magnéticas mais suaves, com menos descontinuidades e melhor relação sinal-ruído. Em resumo, os resultados sugerem que a abordagem proposta tem grande potencial para a detecção de falhas em estruturas de materiais compósitos poliméricos
Comportamento térmico em regime não-adiabático de nanopartículas superparamagnéticas sob ação de um campo magnético oscilante
(2018-03-09) Iglesias, Carlos Augusto de Moraes; Bohn, Felipe; Medeiros, Suzana Nóbrega de; ; ; ; Dantas, Ana Lucia; ; Pereira, Luiz Felipe Cavalcanti;
O fenômeno de aquecimento de nanopartículas magnéticas a partir da aplicação de um campo magnético oscilante é um tema que tem despertado grande interesse da comunidade científica nas últimas décadas. Este fato é uma consequência da existência de desafios tanto no contexto de física fundamental, quanto do ponto de vista de aplicações biomédicas, tais como no tratamento de tumores e liberação termicamente controlada de fármacos. Desta forma, a completa compreensão do comportamento destes sistemas com dimensões reduzidas se torna uma questão importante, bem como a otimização do processo de produção e das propriedades destes materiais, uma tarefa desafiadora. Neste trabalho, realizou-se uma investigação teórica e experimental relacionada à resposta térmica de nanopartículas superparamagnéticas de MgO:Fe2O3 e FeO:F e2O3. Específicamente, buscou-se o entendimento da dependência da taxa de absorção específica com parâmetros tais como composição e diâmetro médio das nanopartículas, assim como amplitude e frequência do campo magnético aplicado. Aqui, propõe-se um modelo teórico para descrever o comportamento térmico de suspensões de nanopartículas magnéticas, fornecendo informações adicionais em termos de parâmetros bem conhecidos na literatura. Para se avaliar a consistência da teoria proposta, aplica-se o modelo teórico a fim de se descrever as curvas de hipertermia magnética obtidas experimentalmente. Para se obter as curvas de hipertermia magnética, desenvolveu-se um sistema experimental com capacidade de geração de campos magnéticos com frequências até 100 kHz e amplitudes de até 200 Oe. O excelente acordo entre os resultados teóricos e experimentais fornece suporte para confirmar a validade de nossa abordagem para a descrição do comportamento térmico de nanopartículas magnéticas sob ação de um campo magnético oscilante.
Desenvolvimento de sistemas magnéticos para vetorização de antibióticos no trato gastrointestinal
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2013) Freitas, Érica Lira da Silva; Carriço, Artur da Silva; Egito, Eryvaldo Sócrates Tabosa do; http://lattes.cnpq.br/6907806915889763; http://lattes.cnpq.br/6531644101364783; http://lattes.cnpq.br/9105416026598297; Pedrosa, Matheus de Freitas Fernandes; http://lattes.cnpq.br/2929963416385218; Medeiros, Suzana Nóbrega de; http://lattes.cnpq.br/2148858591663240; Silva, Amanda Karine Andriola da; Silva, Kátia Gyselle de Holanda
A vetorização magnética tem sido investigada como uma forma de entrega local de fármacos na região de interesse. Partículas magnéticas são atraídas a partir da aplicação de um de um campo magnético e fármacos associados a essas partículas podem ser direcionados ao seu sítio de ação através de uma aplicação seletiva do campo na região de interesse. Helicobacter pylori é a mais comum causa de infecção bacteriana crônica no estômago. Tendo em vista a especificidade da infecção por esta bactéria a qual atinge uma porção do estômago de difícil acesso por parte dos fármacos, é de extrema importância a utilização de uma técnica que permita a localização dos fármacos na região de inserção da bactéria. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um sistema magnético com potencial emprego na vetorização de antibiótico por via oral. Inicialmente, partículas magnéticas foram produzidas por co-precipitação de sais de ferro em meio alcalino. Em seguida, as partículas foram revestidas a partir da dispersão da suspensão magnética em uma solução contendo um polímero gastroresistente (Eudragit®S100) dissolvido e a amoxicilina, e então submetido à secagem por aspersão. Foram realizadas as seguintes caracterizações: Microscopia óptica e Eletrônica por Varredura, Difratometria de Raios-x, Análise de porosidade e Área superficial por BET-BJH, Espectroscopia por Infravermelho com Transformada de Fourier, Magnetometria de Amostra Vibrante e Ensaios de Liberação do Fármaco e Avaliação do Potencial Antimicrobiano usando cepa ATCC de Micrococcus luteus. A formulação obtida possui grande potencial para uso na área farmacêutica por aliar a capacidade de liberação controlada a concentração máxima do antibiótico no local da infecção. Adicionalmente, importantes aspectos nesse trabalho foram: a abertura de novas perspectivas para o revestimento de micropartículas magnéticas através da técnica de secagem por aspersão e a verificação do potencial antimicrobiano inerente ao próprio sistema magnético produzido.
Dinâmica generalizada para sistemas magnéticos nanoestruturados
(2019-11-13) Martins Júnior, Sérgio Murilo da Silva Braga; Carriço, Artur da Silva; Dantas, Ana Lucia; ; ; ; Araújo, José Humberto de; ; Oliveira, Leonardo Linhares; ; Pedrosa, Silas Sarmento; ; Medeiros, Suzana Nóbrega de;
A emissão de micro-ondas por materiais magnéticos em frequências bem localizadas é de grande interesse para futuras aplicações em nanotecnologia. Nesse trabalho foi desenvolvido um modelo generalizado para estudar os espectros de excitações de sistemas ferromagnéticos nanoestruturados fazendo uso de simulações micromagnéticas com implementação do método da matriz resolvente obtida através equação de Landau-Lifshitz e do método do tensor de susceptibilidade dinâmica. A primeira parte do trabalho foi dedicada ao desenvolvimento analítico das equações de movimento para um sistema ferromagnético nanoestruturado, segundo a teoria micromagnética, e das expressões dos elementos da matriz resolvente e dos elementos do tensor de susceptibilidade dinâmica generalizado. Foram, então, feitas aplicações dos modelos teóricos a sistemas como nanofitas ferromagnéticas magnetizadas uniformemente, paredes de domínio nucleadas em nanofitas ferromagnéticas acopladas a um substrato vicinal antiferromagnético e vórtices magnéticos em nanodiscos circulares. A matriz resolvente permite obter a densidade espectral de estados, e foi aplicada ao estudo de paredes de domínio. Foram identificados alguns modos de oscilação de paredes de domínio localizados em uma faixa de frequência que antecede a banda associada aos domínios magnéticos, e, através do tensor de susceptibilidade dinâmica, puderam ser identificados a distribuição espacial das excitações ao longo de toda a nanoestrutura. Com isso, podem ser analisadas as semelhanças e diferenças entre as excitações magnéticas localizadas nos domínios, nas paredes de domínio e no centro de vórtices magnéticos. Os modelos desenvolvidos nesse estudo poderão ser usados para prever as frequências de campos de micro-ondas específicas para excitar especificamente cada um dos modos de oscilação observados. A aplicação do modelo desenvolvido em sistemas como vórtices em nanodiscos e paredes de domínio aprisionadas por interação de troca na interface em multicamadas FM/AFM possibilitou identificar aumentos consideráveis nas frequências de ressonância. Para vórtices magnéticos, quanto menor é o diâmetro do nanodisco, maior é a frequência de ressonância, enquanto, para paredes de domínio, quanto mais estreita é a parede (altos campos de interface), maior é a frequência de ressonância.
Efeitos da interação dipolar na nucleação de vórtices em nano-cilindros ferromagnéticos
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2014-07-28) Silva, Maria das Graças Dias da; Carriço, Artur da Silva; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4787041Z8; ; http://lattes.cnpq.br/2799557767021331; Araújo, José Humberto de; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4785558U2; Medeiros, Suzana Nóbrega de; ; http://lattes.cnpq.br/2148858591663240; Sales, Fábio Henrique Silva; ; http://lattes.cnpq.br/7901813667971809; Mello, Vamberto Dias de; ; http://lattes.cnpq.br/4851197994170100
Os efeitos de confinamento e o forte acoplamento dipolar na estrutura de vórtices de nano-elementos ferromagnéticos é um tema de interesse atual, não apenas pelo valor puramente acadêmico, mas também pelo impacto em grande número de dispositivos da área de spintrônica. Muitos dispositivos, como nano-osciladores para transmissão de dados sem fio, podem tirar grande proveito da possibilidade de controlar o padrão magnético do núcleo do vórtice magnético. Relatamos um estudo teórico da nucleação de vórtices em um par de cilindros coaxiais de ferro e de Permalloy, com diâmetros desde 21nm até 150nm e espessuras de 12nm e de 21nm, separados por uma fina camada não-magnética. Cilindros isolados de ferro e Permalloy com espessura de 12nm não permitem a formação de vórtices, enquanto que cilindros de espessura de 21nm possuem vórtices quando isolados em remanência. Nossos resultados indicam que é possível controlar a estrutura magnética dos vórtices, bem como a chiralidade e polaridade relativa dos dois vórtices, pela escolha apropriada dos valores dos diâmetros e da separação dos dois cilindros ferromagnéticos. Dependendo do valor da separação entre os cilindros, a interação dipolar pode induzir a formação de vórtices em pares de cilindros de espessura de 12nm e inibir a formação de vórtices em pares de cilindros de 21nm de espessura. Além disso, mostramos que a rota de preparação do estado magnético em campo nulo, pode ser usada para determinar a chiralidade e polaridade relativa dos dois vórtices. Por exemplo: partindo da saturação da magnetização de um par de cilindros de ferro com diâmetro de 81nm e espessura de 21nm, na direção do eixo fácil da anisotropia uniaxial do ferro, resulta um par de vórtices com núcleo de 36nm, mesma chiralidade e mesma polaridade. Partindo do estado saturado em uma direção no plano e perpendicular ao eixo de anisotropia uniaxial, resulta um par de vórtices com núcleo de 30nm de diâmetro, com chiralidade e polaridade opostas. Relatamos também um estudo teórico do impacto de vórtices magnéticos na histerese térmica de um par de nanoelementos elípticos de ferro, de 10nm de espessura, separados por um espaçador não-magnético e acoplados com um substrato antiferromagnético por energia de 3 troca. Nossos resultados indicam que há histerese térmica em temperatura ambiente (muito menor do que a temperatura de Curie do ferro), se o substrato for uma superfície não compensada de NiO. A histerese térmica consiste na diferença da sequência de estados magnéticos nos ramos de aquecimento e resfriamento de um ciclo térmico, e se origina na redução do valor do campo de interface em altas temperaturas, e na reestruturação das fases magnéticas impostas pela interação dipolar forte entre os dois nanoelementos de ferro. A largura da histerese térmica varia entre 500K à 100K para dimensões laterais de 125nm x 65nm e 145nm x 65nm. Focamos nos ciclos térmicos de dois estados especiais: o estado antiparalelo, com o nanoelmento em contato com o substrato alinhado na direção do campo de interface e o outro nanoelemento alinhado em direção oposta; e o estado paralelo em que os dois nanoelementos estão alinhados com o campo de interface em temperaturas baixas. Esses são os dois estados magnéticos básicos de células de memórias magnéticas de tunelamento. Mostramos que a interação dipolar confere estabilidade térmica ao estado antiparalelo e reduz a estabilidade térmica do estado paralelo. Além disso, nossos resultados indicam que um par de cilindros com dimensões de 125nm x 65nm, separados por 1.1nm, com campo de interface de 5.88kOe em temperatura de 100K, está no estado paralelo. Essa fase se mantém até 249K, quando há uma redução de 50% da magnetização devido à nucleação de um vórtice no nanoelemento com superfície livre. Pequenas variações da magnetização, devidas ao movimento do vórtice, são encontradas no ramo de aquecimento, até 600K. O estado encontrado em 600K se mantém ao longo do ramo de resfriamento, com pequenas mudanças na posição do vórtice. A existência de histerese térmica pode ser um sério limite de viabilidade de memórias magnéticas de tunelamento
Efeitos dipolares sobre fases magnéticas de aglomerados superparamagnéticos
(2017-09-15) Pedrosa, Silas Sarmento; Carriço, Artur da Silva; http://lattes.cnpq.br/6531644101364783; http://lattes.cnpq.br/2241068259759871; Dantas, Ana Lúcia; http://lattes.cnpq.br/7211312864602492; Rebouças, Gustavo de Oliveira Gurgel; http://lattes.cnpq.br/1748071367144485; Araújo, José Humberto de; https://orcid.org/0000-0002-3390-8600; http://lattes.cnpq.br/2455132422249405; Medeiros, Suzana Nóbrega de; https://orcid.org/0000-0003-4656-4592; http://lattes.cnpq.br/2148858591663240
Há presentemente grande interesse de pesquisa em aglomerados de nanopartículas superparamagnéticas, devido em parte à alta demanda para aplicações biomédicas, e ao mesmo tempo ao grande interesse, do ponto de vista fundamental, em novas fases magnéticas. A suscetibilidade magnética inicial e o campo de fuga, são fatores essenciais para otimização de sistemas para aplicações biomédicas. Há, ao mesmo tempo, grande interesse em confirmar a existência de ferromagnetismo dipolar, em sistemas onde a energia de troca não é fator dominante. Desenvolvemos um estudo teórico do impacto da interação dipolar sobre as fases magnéticas de nanopartículas superparamagnéticas, confinadas em aglomerados esféricos e elipsoidais. Consideramos nanopartículas de Fe3O4 com tamanhos no intervalo de 9 nm a 12 nm, arranjadas com densidade uniforme em aglomerados de tamanho da ordem de centenas de nanômetros. Mostramos que as fases magnéticas, e a suscetibilidade inicial, são controladas pela interação dipolar, e que a topologia do arranjo de nanopartículas, o tamanho das nanopartículas e a densidade de empacotamento são fatores que controlam as propriedades magnéticas. Mostramos que a interação dipolar pode estabilizar fases magnéticas clássicas, conhecidas apenas para sistemas com alto conteúdo de energia de troca e de anisotropia. Além disso, as fases magnéticas em remanência têm uma característica peculiar: a média térmica do momento de cada nanopartícula pode se aproximar do valor de saturação, mantendo o aglomerado superparamagnético. Aglomerados elipsoidais de alta excentricidade são os sistemas de escolha para aplicações biomédicas porque podem exibir expressivo aumento de suscetibilidade magnética, mantendo um campo de fuga de baixa intensidade em remanência. O modelo teórico reproduz satisfatoriamente resultados experimentais de aglomerados esféricos de Fe3O4, e de sistemas de partículas de Fe e Co de baixa dimensionalidade.
Efeitos termomagnéticos em aglomerados de nanopartículas magnéticas
(2019-10-25) Souza, Claudivan Moreira de; Carriço, Artur da Silva; ; ; Dantas, Ana Lúcia; ; Bohn, Felipe; ; Oliveira, Leonardo Linhares; ; Medeiros, Suzana Nóbrega de;
Pesquisas recentes têm estudado as propriedades magnéticas de aglomerados superparamagnéticos de nanopartículas com possibilidade de aplicação em sistemas de controle de administração de fármacos, ressonância magnética, hipertermia magnética, etc. Neste mesmo tempo, vários pesquisadores estudaram o fenômeno de histerese térmica em diferentes circunstâncias e sistemas. Outro objeto que tem concentrado esforços na pesquisa atual é o efeito magnetocalórico em diferentes estruturas com foco na aplicação em tecnologia de refrigeração magnética. O objetivo deste trabalho é investigar o fenômeno de histerese térmica em aglomerados superparamagnéticos de nanopartículas de magnetita (Fe3O4) e de Gadolínio (Gd) de geometrias esférica e elipsoidal e analisar o impacto da interação dipolar na estabilidade térmica do sistema, assim como investigar o efeito magnetocalórico em aglomerados de nanopartículas de Gd. Para isto, investigamos a curva de magnetização térmica dos aglomerados com diferentes excentricidades, com a dimensão da ordem de centenas de nanômetros composto por partículas de Fe3O4 de 9 nm a 12 nm de diâmetro e partículas de Gd de 5.5 nm a 20 nm, com densidade variável e distribuídas nos aglomerados, uniformemente. Consideramos uma faixa de temperatura de 200 a 1200 K, calculamos as curvas de resfriamento e aquecimento, assim como analisamos as fases magnéticas do sistema sob o efeito de um campo magnético externo baixo e constante. Foi calculado a variação de entropia ∆S para um intervalo de campo externo para sistemas de algomerados elipsoidais de Gd. Em nosso modelo, não consideramos efeitos de anisotropia magnetocristalina. A anisotropia presente no sistema é proveniente da forma dos aglomerados e da interação dipolar que naturalmente produz um efeito anisotrópico. Observamos que o campo dipolar tem uma contribuição relevante na formação da histerese térmica. Em aglomerados esféricos não observamos a formação de histerese térmica, nestes aglomerados a sequência de fases magnéticas no ramo de resfriamento e aquecimento são idênticas. Nos aglomerados elipsoidais de excentricidade 0.97 observou-se a formação de histerese térmica associada a uma sequência de fases magnéticas características da elipse e fortemente influenciada pela ação do campo dipolar das nanopartículas. Foi observado o efeito magnetocalórico inverso em aglomerados elipsoidais de alta excentricidade que tem o estado antiferromagnético como estado natural de magnetização. Os resultados indicam que as fases magnéticas que levam ao surgimento da histerese térmica são resultantes da competição entre as energias Zeeman, térmica e dipolar associada ao efeito da topologia do aglomerado. Portanto, nos sistemas analisados neste estudo, os parâmetros acima citados podem controlar o surgimento e a caracterização da histerese térmica e do efeito magnetocalórico.
Estudo da densidade de corrente crítica para reversão da magnetização de nanoelementos ferromagnéticos
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2015-03-16) Souza, Rafaela Medeiros de; Carriço, Artur da Silva; ; http://lattes.cnpq.br/6531644101364783; ; http://lattes.cnpq.br/5289907053200510; Medeiros, Suzana Nóbrega de; ; http://lattes.cnpq.br/2148858591663240; Dantas, Ana Lúcia; ; http://lattes.cnpq.br/7211312864602492
A descoberta de que uma corrente elétrica é capaz de exercer um torque em um material ferromagnético, através da transferência de momento angular de spin, pode proporcionar o desenvolvimento de novos dispositivos tecnológicos que armazenam informação a partir da direção da magnetização. A redução da densidade de corrente para reversão da magnetização é primordial para potenciais aplicações em células de memórias magnéticas de acesso aleató- rio não voláteis (MRAM). Apresentamos uma investigação teórica dos efeitos de forma e do campo de dipolar na densidade de corrente crítica para reversão da magnetização, via torque por transferência de spin (STT), em nanoelementos ferromagnéticos. O sistema nanoestruturado consiste em uma camada de referência, na qual a corrente será polarizada em spin, e uma camada livre de reversão da magnetização. Observamos consideráveis variações na densidade de corrente crítica em função da espessura da camada de reversÃco ( ˇ t = 1.0 nm, 1.5 nm, 2.0 nm e 2.5 nm) e da geometria do nanoelemento (circular e elíptico), do tipo de material que compõe a camada livre do sistema (Ferro e Permalloy) e de acordo com a orientação da magnetização e da polarização em spin com o eixo maior. Mostramos que a densidade de corrente crítica pode ser reduzida em cerca de 50% diminuindo a espessura da camada livre de Fe e em 75% ao modificar a magnetização de saturação de nanoelementos circulares com 2.5 nm de espessura. Observamos, ainda, uma redução de até 90% na densidade de corrente de reversão para nanoelementos ultrafinos magnetizados ao longo da direção do eixo menor, usando a polarização no plano paralela à magnetização.
Estudo da dinâmica da magnetização em multicamadas magnetostrictivas
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2015-09-10) Agra, Kennedy Leite; Correa, Márcio Assolin; Bohn, Felipe; ; http://lattes.cnpq.br/9522788035526763; ; http://lattes.cnpq.br/2531075321550052; ; http://lattes.cnpq.br/3439888539159944; Bezerra, Claudionor Gomes; ; http://lattes.cnpq.br/5085046065890176; Medeiros, Suzana Nóbrega de; ; http://lattes.cnpq.br/2148858591663240; Silva, Ricardo Barreto da; ; http://lattes.cnpq.br/8538297526477728; Suarez, Roberto Lázaro Rodriguez; ; http://lattes.cnpq.br/3693365352022151
Multicamadas magnéticas têm uma grande importância no desenvolvimento de elementos sensores baseados no efeito magnetoimpedância (MI). O advento de dispositivos usando substrato flexível orgânico têm aberto novas fronteiras para o desenvolvimento da tecnologia nas mais diversas áreas. Diante disso torna-se necessário a produção e estudo das propriedades magnéticas e mecânicas em filmes ferromagnéticos crescidos em substrato flexível. Neste trabalho, foram produzidas multicamadas ferromagnéticas de Py, Co e FeCuNbSiB em substratos flexível e rígido, utilizando a técnica de magnetron sputtering. Na ocasião utilizou-se de uma metodologia para caracterizar as propriedades estruturais, magnéticas e mecânicas. Para isso foram utilizados os seguentes instrumentos de medida: difratômetro de Raios-X, magnetômetro de amostra vibrante, analisador de impedância, instrumentos de medida de dimensões e software de elementos finitos. Através de uma análise meticulosa, foi possível observar e correlacionar o comportamento do efeito MI com as propriedades magnéticas quase-estáticas, estruturais e mecânicas. Observando-se uma forte dependência da MI com a magnetostricção de saturação, quando são introduzidas anisotropias magnetoelásticas, através de tensões mecânicas. As propriedades magnéticas das multicamadas de Py mostram-se insensíveis as tensões aplicadas. Já, nas multicamadas ferromagnéticas de Co, teve como principal resultado, um aumento da dispersão de MI atrelado à elevação das tensões mecânicas. No caso, das multicamadas de FeCuNbSiB, a inversão do eixo de anisotropia é o resultado mais interessante, provocando modificações na configuração do efeito MI, trazendo informações muito ricas da dinâmica da magnetização, quando tensões mecânicas são aplicadas ao sistema.
Estudo da dupla Perovskita La2MnFeO6 preparada por reação de estado sólido
(2018-07-30) Sousa, Lázaro Luis de Lima; Araújo, José Humberto de; Torres, Marco Antonio Morales; ; ; ; Machado, Fernando Luis de Araújo; ; Rebouças, Gustavo de Oliveira Gurgel; ; Medeiros, Suzana Nóbrega de;
Neste trabalho foram preparadas três amostras de $La_2FeMnO_6$ (LFMO) por reação de estado sólido, tratada termicamente a 1200 $^{\circ}C$ em tempos de tratamento equivalentes a 24, 48 e 96 $hrs$, cada uma identificada pelo nome LFMO24, LFMO48 e LFMO96, respectivamente. As estruturas obtidas são do tipo dupla-$perovskita$, monoclínica com grupo espacial $P2_1/n$ e parâmetros de rede dados por $a$ = 5,52 Å, $b$ = 5,51 Å e $c$ = 7,81 Å. Os tamanhos dos cristalitos das amostras são equivalente a 361,0 $nm$ (LFMO24), 348,9 $nm$ (LFMO48) e 370,83 $nm$ (LFMO96). Segundo as medidas de calor específico (HC), as LFMO's tem uma transição de fase ferrimagnética em aproximadamente 10 $K$, conforme ajuste de dados usando a teoria de campo médio. Transições de fase devido a localização de carga foi observado, ocorrendo em temperaturas diferentes dependendo do grau de ordenamento de cada sistema, em que o estado mais desorganizado tende a ter esta transição tendendo a 140 $K$. Um excesso em HC é identificado e modulado segundo as soma dos defeitos de Frenkel e Schottky, onde as LFMO24 e LFMO48 apresentaram menor e maior quantidade de defeitos, respectivamente. A contribuição da rede cristalina foi estipulada usando o Modelo de Thirring, com temperaturas de Debye da ordem do esperado para este tipo de material. Medidas de magnetização DC, AC e de histerese magnética confirmam a existência de comportamento ferromagnético fraco na temperatura ambiente em todas as LFMO's, nas amostras LFMO48 e LFMO96 ele é atribuído diretamente aos átomos de $Mn$, porém na LFMO24, amostra que apresentou maior valor de magnetização nesta temperatura, há um acréscimo proporcionado aos íons de $Fe$, apesar da espectroscopia M\"{o}ssbauer para o $^{57}Fe$, mostrar um dubleto. A parte real da susceptibilidade AC, $\chi_{AC}^{'}$, complementados por modelos teóricos diferentes, confirma uma fase do tipo \textit{cluster-glass}, gerada por aglomerados em certa faixa de temperatura nas LFMO's, por volta de 30 $K$, onde $\chi_{AC}^{'}$ mostra picos que variam com a frequência $f$. A forte presença da fase de Griffiths nas curvas $1/\chi_{AC}^{'}$ das LFMO48 e LFMO96 sugerem que esta fase é iniciada em 65 $K$, ocorrendo de forma diferenciada na LFMO24.
Estudo das propriedades magnéticas e estruturais dos sistemas nanoestruturados de Ni-Cu e haleto CuCl
(2017-08-28) Barbosa, Suzana Araújo; Torres, Marco Antonio Morales; http://lattes.cnpq.br/0091292234916055; https://orcid.org/0000-0001-6599-9554; http://lattes.cnpq.br/8547018673829318; Araújo, José Humberto de; https://orcid.org/0000-0002-3390-8600; http://lattes.cnpq.br/2455132422249405; Medeiros, Suzana Nóbrega de; https://orcid.org/0000-0003-4656-4592; http://lattes.cnpq.br/2148858591663240; Costa, José Alzamir Pereira da; https://orcid.org/0000-0002-8782-6838; http://lattes.cnpq.br/9200128043346112; Coaquira, José Antonio Huamaní
Neste trabalho apresenta-se um estudo, de cunho experimental, de nanopartículas cristalinas não agregadas e monodispersas de três sistemas a base de Ni e/ou Cu, produzidas a partir do método sol-gel e com o auxílio do polímero quitosana. O primeiro sistema é um nanocompósito com diâmetro médio de 9-27 nm. As amostras contêm principalmente a fase de Ni e as fases α e β do hidreto de níquel (NiH). A fase α-NiH apresentou uma contribuição magnética significativa para T<50 K, e os hidretos mostraram-se quimicamente estáveis ao longo de vários meses. O segundo sistema tem fase única e referente ao semicondutor iônico Cu(I)Cl com partículas esféricas de diâmetro médio de 9 nm. O terceiro sistema consiste na solução sólida de átomos de Ni e Cu, e suas amostras contêm várias fases de ligas de NixCu(1-x) para 0,50Tc foi observada a formação da fase de Griffiths, a qual é devida a clusters de Ni que se encontram dispersos num ambiente rico em Cu. Os parâmetros críticos obtidos para esta fase estão de acordo com a literatura. As análises das curvas de histerese revelam uma constante de anisotropia magnetocristalina efetiva (Keff) maior que a constante K1 do Ni puro e esse resultado foi atribuído a contribuições de anisotropia de superfície. A fase de Griffiths e o valor aumentado de Keff devem ter sua origem nas fases ricas em Cu, na periferia das nanopartículas. Experimentos de aquecimento das amostras em presença de campo magnético AC mostraram taxas de absorção específicas com valores crescentes de acordo com o teor de Ni. A máxima variação de temperatura ocorreu em 200 s, indicando que tais ligas podem ser usadas em hipertermia magnética para o tratamento de cânceres.
Estudo do amortecimento de spin em sistemas multicamadas de Py/SnTe depositados por Magnetron Sputtering
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2025-01-15) Silva, Amannda Laura de; Correa, Marcio Assolin; https://orcid.org/0000-0002-8904-4151; http://lattes.cnpq.br/2531075321550052; http://lattes.cnpq.br/3278353794484625; Silva, Edmilson Félix da; https://orcid.org/0000-0003-3841-4578; http://lattes.cnpq.br/8896961475470345; Medeiros, Suzana Nóbrega de; https://orcid.org/0000-0003-4656-4592; http://lattes.cnpq.br/2148858591663240
No contexto da dinâmica da magnetização, os mecanismos de relaxação magnética desempenham um papel fundamental, pois determinam a eficiência com que a energia do sistema é dissipada. Diferentes técnicas são utilizadas para quantificar os parâmetros de amortecimento, como o parâmetro de amortecimento de Gilbert (α), a contribuição do spin pumping, a condutância de mistura de spin e outros. Este trabalho é dedicado ao estudo experimental da dinâmica da magnetização em duas bicamadas com cap layer, que na prática são vistas como multicamadas, com ênfase nos efeitos dos mecanismos de relaxação magnética, avaliados por meio da técnica de magnetoimpedância. A primeira bicamada é composta por Ni81Fe19 (Permalloy, Py) e prata (Ag), enquanto a segunda consiste em Permalloy e telureto de estanho (SnTe). Ambas foram protegidas por uma camada de prata e possuem espessura de 30 nm para cada camada, sendo depositadas pela técnica de magnetron sputtering. A frequência de ressonância e a largura de linha a meia altura foram obtidas ajustando as curvas de ∆R vs H, usando uma equação Lorentiziana, enquanto a dependência da frequência de ressonância com o campo externo foi ajustada usando a equação de Kittel para filmes finos. Com esse ajuste, foi possível obter o parâmetro de amortecimento efetivo. Os resultados deste estudo mostram que existem dois principais mecanismos de amortecimento responsáveis pela largura de linha FMR das bicamadas: o parâmetro de Gilbert, que permanece praticamente constante, e as contribuições do spin pumping, que variaram de acordo com o metal não magnético usado. Para a bicamada com prata, o parâmetro obtido foi αPy/Ag = 6.3×10^(−3), e para a bicamada com SnTe αPy/SnTe = 11.4 ×10^(−3), e o parâmetro de spin mixing conductance Gef(Py/Ag) = 3.1 × 10^(14) 1/cm^2 para a Py/Ag, e Gef(Py/SnTe) = 54.3 × 10^(14) 1/cm^2 para Py/SnTe, evidenciando a importância da escolha do material não magnético.
Estudo experimental do sistema binário samário ferro
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2017-02-14) Silva, Danyelle Priscila da; Araújo, José Humberto de; ; ; http://lattes.cnpq.br/3078166751112095; Medeiros, Suzana Nóbrega de; ; Soares, João Maria;
Ligas intermetálicas compostas por um elemento terra-rara e um metal de transição têm atraído grande interesse científico nas últimas décadas. Tal interesse ocorre porque estes tipos de materiais possuem propriedades magnéticas que os tornam fortes candidatos para a produção de ímãs permanentes de alto desempenho. Há um grande número de compostos que podem ser formados a partir da combinação de um elemento terra rara e um metal de transição 3d. Neste trabalho foi realizado um estudo experimental de uma dessas combinações, o sistema samário ferro. As amostras utilizadas nesse estudo foram ligas preparadas por fusão a arco, com as seguintes concentrações: Sm30Fe70, Sm40Fe60, Sm50Fe50, Sm70Fe30 e Sm80Fe20. Posteriormente foram investigadas por difração de raios-X, metalografia, análise termomagnética e magnetometria. Nestas amostras foram identificados três compostos intermediários: Sm2Fe17, SmFe3 e SmFe2. Os parâmetros de rede e as temperaturas de Curie desses compostos foram determinados. As propriedades magnéticas das três primeiras amostras (Sm30Fe70, Sm40Fe60 e Sm50Fe50) foram consistentes com a proporção e características magnéticas dos compostos intermetálicos presentes. Entretanto, para as duas últimas amostras (Sm70Fe30 e Sm80Fe20), o estudo indicou uma evidência da formação de fases metaestáveis. Verificou-se também uma dependência das propriedades magnéticas com a concentração de samário.
Histerese térmica de sistemas magnéticos nanoestruturados
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2010-02-24) Silva, Maria das Graças Dias da; Carriço, Artur da Silva; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4787041Z8; ; http://lattes.cnpq.br/2799557767021331; Dantas, Ana Lúcia; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4728637D6; Medeiros, Suzana Nóbrega de; ; http://lattes.cnpq.br/2148858591663240
Relatamos um estudo de histerese térmica em sistemas magnéticos nanoestruturados. A histerese térmica se origina da existência de estados meta-estáveis em intervalos de temperatura que são controláveis pelas dimensões físicas e composição do sistema magnético e pelo valor do campo magnético externo. Dois sistemas são investigados. O primeiro sistema consiste de uma tricamada contendo um filme antiferromagnético de MnF2 com interação de troca de interface com dois filmes ferromagnéticos de Fe. Em baixa temperatura os dois filmes ferromagnéticos têm magnetização em direções opostas. Ao aquecer o sistema em presença de campo magnético externo a energia Zeeman se sobrepõe a ordem magnética do filme de MnF2 induzindo uma orientação progressiva dos filmes ferromagnéticos com o campo externo, e a formação de estados com spins fora da direção fácil (spin flop) no material antiferromagnético, evoluindo para alinhamento dos filmes ferromagnéticos em temperaturas ao redor da temperatura de Néel, com a formação de ligações com frustração da energia de troca no centro do filme antiferromagnético. Ao resfriar o sistema segue uma sequência diferente de estados devido a barreira de anisotropia dos materiais. A largura da histerese térmica depende da espessura dos filmes e da intensidade do campo magnético externo. O segundo sistema estudado consiste de nanoelementos de Fe e Permalloy em substratos não-compensados de NiO. Nesse caso a histerese térmica se origina nas modificações, impostas pelo acoplamento de troca na interface, na ordem magnética intrínseca do nanolemento ferromagnético. Ao aquecer além da temperatura de Néel, o nanoelemento se ajusta gradualmente ao padrão magnético imposto pelo seu próprio campo dipolar e, no processo de resfriamento pode seguir uma sequência diferente de fases magnéticas devido a barreira imposta por sua alta anisotropia de forma. Mostramos que histerese térmica é mais provável em nanoelementos de Fe, devido ao valor elevado da magnetização de saturação, e para nanoelementos de base quadrada, com dimensões laterais ao redor de 100nm, devido a possibilidade de nucleação de vórtices. Comentamos no possível impacto de histerese térmica no funcionamento de células de tunelamento, usadas em memórias magnéticas de acesso aleatório
Interações magnéticas entre nanopartículas superparamagnéticas e sua influência sobre o fenômeno da hipertermia
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-07-21) Araújo, João Carlos Rocha de; Bohn, Felipe; Medeiros, Suzana Nóbrega de; https://orcid.org/0000-0003-4656-4592; http://lattes.cnpq.br/2148858591663240; https://orcid.org/0000-0002-5907-4106; http://lattes.cnpq.br/9522788035526763; https://orcid.org/0000-0002-5944-1623; http://lattes.cnpq.br/6480202866623346; Candela, Dalber Ruben Sanches; Soares, João Maria; Denardin, Juliano Casagrande; Torres, Marco Antônio Morales; http://lattes.cnpq.br/0091292234916055
O efeito do aquecimento de nanopartículas magnéticas a partir da aplicação de um campo magnético alternado tem despertado grande interesse na comunidade científica nos últimos anos. Na área biomédica, por exemplo, esse efeito é utilizado na terapia contra o câncer através da hipertermia magnética. No entanto, os fatores que podem influenciar o aquecimento destes materiais ainda não são completamente compreendidos e têm gerado várias discussões sobre o tema, com discrepâncias entre os resultados apresentados na literatura. Embora sistemas superparamagnéticos tenham sido amplamente explorados para aplicações em hipertermia magnética, na maioria dos casos, os efeitos das interações magnéticas entre nanopartículas sobre a eficiência de aquecimento destes materiais são completamente negligenciados. Neste trabalho, propõe-se uma investigação experimental sobre a existência de interações magnéticas entre nanopartículas superparamagnéticas e sua influência sobre a hipertermia magnética. A partir da produção e caracterização estrutural, morfológica, magnética e calorimétrica de nanopartículas de MgFe2O4, γ-Fe2O3, ZnFe2O4 e CuFe2O4 realizou-se uma investigação sistemática das propriedades magnéticas destas amostras e identificaram-se características associadas à existência de interações de troca no sistema. Para este estudo, primeiro foi confirmado que as amostras consistem de nanopartículas de ferritas puras, sem fases secundárias, e com comportamento superparamagnético a temperatura ambiente. No entanto, verificou-se que a resposta magnética destas amostras não é bem descrita pela conhecida função de Langevin, mesmo levando em consideração a distribuição de tamanho das nanopartículas. A fim de compreender as razões para tal desvio do comportamento não interagente de um sistema superparamagnético, a partir das medidas de magnetização de equílibrio e dinâmica, considerou-se uma abordagem téorica baseada numa aproximação de campo médio de Weiss modificada, a qual foi utilizada para descrever a natureza das interações presentes nas amostras. A partir dos resultados, encontraram-se valores positivos para o parâmetro θ associado ao campo médio, que é diretamente relacionado com as interações dentro do sistema. Este resultado sugere a existência de efeitos magnetizantes devido a interações no sistema, que, segundo a teoria do campo médio de Weiss, são impressões digitais da presença de forças de troca entre as nanopartículas. Além disso, mostrou-se que a susceptibilidade inicial de equilíbrio e o tempo de relaxação são fortemente afetados por tais interações, influenciando diretamente na taxa de perda específica (SLP), parâmetro chave no contexto da hipertermia magnética
Introdução à física da supercondução
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2020-12) Dantas, Dênis Giovanni de Medeiros; Nohan, Madras Viswanathan Gandhi; Medeiros, Suzana Nóbrega de; Machado, Leonardo Dantas
O fenômeno da superconjunção foi descoberto pelo físico holandês Heike Kamerlingh Onnes, ao utilizar hélio líquido para resfriar mercúrio a temperaturas inferiores à 4,2K onde notou que essas amostras perdiam abruptamente sua resistência elétrica. No presente trabalho de conclusão de curso faremos uma revisão sobre mecânica quântica, estudaremos, brevemente, como se dá a conduções em sólidos e introduziremos o conceito de superconjunção, através da discussão das principais propriedades eletromagnéticas desses materiais, bem como da teoria microscópica BCS dos supercondutores.
Uma investigação sobre a existência de desigualdades fundamentais em processos magnéticos no regime linear
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-06-24) Iglesias, Carlos Augusto de Moraes; Bohn, Felipe; Medeiros, Suzana Nóbrega de; https://orcid.org/0000-0003-4656-4592; http://lattes.cnpq.br/2148858591663240; https://orcid.org/0000-0002-5907-4106; http://lattes.cnpq.br/9522788035526763; https://orcid.org/0000-0003-3221-1390; http://lattes.cnpq.br/1552006492553708; Correa, Márcio Assolin; Silva, Edimilson Félix da; https://orcid.org/0000-0003-3841-4578; http://lattes.cnpq.br/8896961475470345; Sinnecker, João Paulo; Machado, Fernando Luís de Araújo; Sommer, Rubem Luís
Nesta tese investigamos a existência de limites e desigualdade fundamentais em processos magnéticos nos quais sistemas de nanopartículas estejam sob ação de campos magnéticos de baixas amplitudes, isto é, em processos nos quais o regime linear de magnetização se mostre válida. Primeiramente, considerando processos magnéticos no equilíbrio termodinâmico, encontramos desigualdades associadas à susceptibilidade magnética de equilíbrio, magnetização de saturação e constante efetiva de anisotropia em sistemas de nanopartículas magnéticas bloqueadas. Por meio de uma avaliação experimental, utilizando-se de uma amostra de nanopartículas de hexaferrita de bário (BaFe12O19), verificamos que tais desigualdades, de fato, não são violadas. Ainda no contexto de processos no equilíbrio, mostramos que a desigualdade encontrada para a susceptibilidade em nanopartículas bloqueadas deve ser válida, também, para sistemas superparamagnéticos não interagentes. Por meio da avaliação dos resultados experimentais obtidos em sistemas superparamagnéticos de magnetita (Fe3O4), ferrita da magnésio (MgFe2O4) e ferrita de zinco (ZnFe2O4), verificamos que tal desigualdade é violada em todos os casos, fato que acreditamos se tratar de uma assinatura da existência de correlações mediadas por forças de troca entre as nanopartículas dentro dos sistemas. A seguir, considerando processos dinâmicos, obtemos também desigualdades associadas às componentes real e imaginária da susceptibilidade dinâmica além do limite de potência que pode ser gerada por meio da interação de campos magnéticos alternados com sistemas nanopartículas superparamagnéticas não interagentes. De forma a avaliarmos a validade de nossa abordagem teórica, também, para processos magnetodinâmicos, realizamos procedimentos calorimétricos por efeito de campo magnético alternado utilizando as mesmas amostras superparamagnéticas consideradas nos processos no equilíbrio e verificamos a concordância dos resultados experimentais com nossas expectativas teóricas. Em suma, nesta tese demonstramos, de forma inequívoca, a existência de desigualdades fundamentais que limitam o comportamento de sistemas de nanopartículas não interagentes magneticamente bloqueadas e superparamagnéticas além das implicações de suas violações. Tais resultados se apresentam como promissoras ferramentas para a maximização da eficiência de nanopartículas magnéticas em aplicações biotecnológicas e biomédicas uma vez que elucidam os reais impactos de efeitos que ainda são pouco entendidos na literatura, como é o caso do efeito das interações inter-partículas em processos magnéticos.

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