The role of status stress and status goals in relational aggression

Um outro fator que também se apresentou bastante influente durante a evolução deste tra- balho foi a energia de troca da interface. A sua relevância nas fases magnéticas, no campo de reversão e na magnetização de remanência, fez com que a mesma também se tornasse alvo de investigação. Este parâmetro demonstra desempenhar um papel relevante, tanto quando considerado de caráter ferromagnético (FE) como de caráter antiferromagnético (AF).

Uma característica bem peculiar da interface é que os íons magnéticos são afeta- dos pela composição do material e pela rugosidade local. Esses dois fatores, dependem fortemente do preparo da amostra, principalmente quando se trata da interação de troca entre dois materiais diferentes [87, 88]. Então, devido a tais circunstâncias, a interface foi tratada como uniforme, ou seja, com ausência de rugosidades e defeitos, como dito no início deste capítulo. Para isto, foi introduzido um fator de troca, o qual simbolicamente é chamado de A*. Este fator, é na verdade, um parâmetro de troca eficaz o qual introduz uma energia de troca para a interface da ordem da rigidez de troca (A) do material que estiver no núcleo, que no caso desta pesquisa, é o CoFe2O4. Em outras palavras, A* é um

A*<0, ou FE, no caso de A*>0.

Neste sentido, foram feitas simulações de nanopartículas com núcleo de ferrita de cobalto de 30 nm de diâmetro recoberta por uma casca de 6 nm, de ferrita de manganês ou de CoFe2, com o intuito de estudar o efeito de troca entre esses materiais. As grandezas

utilizadas para a análise das simulações foram o campo de reversão da nanopartícula e a magnetização de remanência.

Foram feitas curvas de magnetização destas nanopartículas com A* desde −0, 2 até 1,0, como pode ser visto na figura 5.12. Para o caso em que A*=0, 0, ou seja, partí- cula desacoplada pelo exchange, os únicos efeitos presentes entre os dois materiais são os dipolares.

Figura 5.12: A figura mostra a queda do campo de reversão das nanopartículas CoFe2O4(30

nm)@MnFe2O4(6 nm) e CoFe2O4(30 nm)@CoFe2(6 nm), em cores verde e vinho respectivamente,

a medida que o parâmetro de troca A* varia de −0, 2 até 1, 0.

Ao se observar as curvas de CoFe2O4(30 nm)@MnFe2O4(6 nm) e CoFe2O4(30

nm)@CoFe2(6 nm) percebe-se que a medida que o acoplamento sai de um caráter AF e

passa a tornar-se FE, o campo de reversão das nanopartículas decai bastante, podendo ser visto claramente, tanto com MnFe2O4 na camada externa, onde o campo de reversão

cai de 14, 5 kOe (AF) para 2, 0 kOe (FE), assim como com CoFe2, onde este decai de 16

tes, modificando apenas os valores numéricos do campo de reversão devido ao tipo da camada externa de cada nanopartícula. Por exemplo, inicialmente ambas as curvas caem de forma muito acentuada a medida que o valor de A* aumenta. No entanto, a partir de A*=0, 3, ambas apresentam um carater aproximadamente constante, onde a partir de então, o campo de reversão sofre pouquíssimas alterações, sendo 5, 0 kOe o valor limite de coercividade para CoFe2e 2, 0 kOe para a ferrita de manganês.

A magnetização remanente apresenta um comportamento que seria o oposto do que ocorre com o campo de reversão, ou seja, ao invés das curvas caírem abruptamente, elas crescem linearmente, como é mostrado na figura 5.13. Com tudo, a magnetização remanente para a ferrita de manganês torna-se constante a partir de A*=0, 3 com 78, 09 emu/g, enquanto que para a nanopartícula com a liga de CoFe2 na casca, a remanência

tem uma tendência crescente até o acoplamento tornar-se extremamente ferromagnético (A*=1), atingindo o valor máximo de 41, 75 emu/g.

Figura 5.13: A figura mostra a remanência das nanopartículas CoFe2O4(30 nm)@MnFe2O4(6 nm) e

CoFe2O4(30 nm)@CoFe2(6 nm), em cores verde e vinho respectivamente, a medida que A* torna-se

ferromagnético.

Quando trata-se da ferrita de manganês na camada externa, a curva de magne- tização da c@s tem um comportamento bem regular como visto na figura 5.8, já na c@s

que tem na casca a liga CoFe2, aparecem algumas novidades. Na remanência, onde o

campo externo é nulo, ambas as c@s apresentam características interessantes. No intuito de entender melhor o que ocorre nesse ponto da histerese, a figura 5.14 mostra uma nano- partícula de CoFe2O4(30 nm) no núcleo com MnFe2O4(6 nm) na casca.

A =-0.1* A =0.2* A =0.5* -1.0 0.0 1.0 0.0 3.50 1.750

Figura 5.14: Mapas da magnetização (painéis superiores) e mapas de campo dipolar (painéis infe-

riores) para a nanopartícula de CoFe2O4(30 nm)@MnFe2O4(6 nm) a campo externo nulo. A barra

de cores superior no lado direito dos painéis, indica a componente da magnetização que sai do plano, e a inferior, indica a intensidade do campo dipolar do núcleo sobre a casca assim como da casca sobre o núcleo.

Observando os valores de A* da figura 5.14 percebe-se que ela mostra 3 situações: uma com um acoplamento AF e as outras duas com um acoplamento FE. O mapa de magnetização para uma interface fracamente AF (A*=−0, 1), apresenta a camada externa quase toda revertida devido a influência do campo dipolar do núcleo, que é por volta de 1 kOe na região do equador da nanopartícula, como mostrado no mapa de campo dipolar. Uma exceção acontece nos polos onde o campo dipolar torna-se maior, por volta de 3 kOe, fazendo com que a magnetização fique alinhada com o mesmo.

ralela com a magnetização do núcleo (A*=0, 2), até que a partir de A*=0, 3 ela se torna quase que totalmente paralela, exibindo uma magnetização remanente de 78, 10 emu/g, juntamente com uma forte diminuição do campo dipolar da casca sobre o núcleo como indicado nos diagramas inferiores de A*=0, 2 e A*=0, 5, onde chegam a ser quase nulos. Essa remanência persiste nesse valor até mesmo numa interface fortemente FE (A*=1, 0).

Aqui duas coisas merecem destaque. A primeira delas, é que a magnetização mostrada nos mapas da figura 5.14 aparecem sobre vários tons de cores. Pois bem, essas cores indicam o quanto a componente da magnetização saiu ou entrou no plano, isso pode ser visto quando utiliza-se a barra de cores que está na lateral dos mapas. Para entender melhor, no mapa da magnetização do primeiro caso (A*=−0, 1), do lado esquerdo pró- ximo aos polos, a magnetização apresenta a cor vermelha, indicando que esses momen- tos magnéticos estão entrando no plano, já do lado direito também próximo aos polos, a magnetização exibe a cor azul demonstrando que a magnetização saiu do plano. Logo, a magnetização considerando estas duas regiões, é nula. No entanto, a magnetização resul- tante não é apenas de um plano e sim de toda a nanopartícula, assim para se chegar ao valor de MR ∼ −3, 8 emu/g da figura 5.13 para A*=−0, 1, tem-se que considerar a con-

tribuição de todos os outros planos da ”esfera” levando em consideração todos os tons de cores os quais refletem a projeção da magnetização do momento magnético no plano. Nos diagramas que sucedem, a medida que magnetização do invólucro fica paralela com a do núcleo, os tons das cores começam a ficar cada vez mais claros dando lugar ao verde, significando que a magnetização encontra-se no plano, e como resposta, o valor da rema- nência sobe até 78, 09 emu/g. A segunda coisa, é alertar o leitor de que a partir de A*=0, 3 os diagramas, tanto da magnetização como os de campo dipolar, são idênticos, assim os mapas de A*=0, 5 representa o que acontece desde A*=0, 3 até A*=1, 0.

Para uma nanopartícula com o mesmo núcleo de CoFe2O4(30 nm) porém com

a camada externa de CoFe2(6 nm) surge alguns fatores interessantes como mostrado na

figura 5.15.

Assim como na figura 5.14, a figura 5.15 mostra os mapas de magnetização e de campo dipolar para os mesmos valores de A*. Tomando-se novamente A*=−0.1 como referência, e olhando para a casca na região do equador, percebe-se que os dois momen-

A = 0.5* A = -0.1* A = 0.2* -1.0 1.0 0.0 1.750 3.500

Figura 5.15: Mapas da magnetização (painéis superiores) e mapas de campo dipolar (painéis infe-

riores) para a nanopartícula de CoFe2O4(30 nm)@CoFe2(6 nm). A barra de cores superior no lado

direito dos painéis indica a componente da magnetização que sai do plano e a inferior indica a intensidade do campo dipolar do núcleo na casca assim como da casca no núcleo

tos mais internas estão alinhadas de forma antiparalela com o momento mais externa do núcleo e com o momento mais externa da própria casca. Agora olhando para o mapa do campo dipolar da mesma nanopartícula na região do equador, percebe-se que o campo dipolar do núcleo sobre a casca diminui de intensidade a medida que chega perto do momento mais externa da casca, saindo de valores por volta de 1, 4 kOe na parte mais interna para campos por volta de 0, 7 kOe na parte mais externa da casca. Isso explica o motivo da camada mais externa da casca ficar antiparalela com as outras duas cama- das. Na região dos polos, onde o campo dipolar do núcleo sobre a casca é mais intenso (∼ 3, 0 kOe), a magnetização da casca apresenta-se no plano, semelhante a nanopartícula que tem a ferrita de manganês como revestimento, porém não alinha-se com tal campo. Nos outros mapas, para A*=0, 2 e A*=0, 5, devido ao acoplamento tornar-se cada vez mais FE, a casca alinha seus momentos internos com os do núcleo e o campo dipolar começa a ficar um pouco mais intenso na região mais periférica do núcleo. Isso faz com que os mo-

mentos magnéticos da casca na região dos polos alinhem-se com os momentos do núcleo favorecendo uma magnetização maior.

No tocante a magnetização resultante, a explicação também é semelhante ao que ocorre com a ferrita de manganês, ou seja, tem que considerar todos os planos da ”es- fera” e todas as projeções da magnetização no plano (representadas pelos tons de cores). Porém, diferentemente do que ocorre com a ferrita de manganês em A*=−0, 1, por exem- plo, aqui, percebe-se que os momentos magnéticos da casca entram e saem do plano com mais intensidade, incluinda até regiões periféricas do núcleo. Isso faz com que uma maior quantidade de momentos tenham uma resultante negativa, fazendo com que o valor da remanência chegue a −17, 84 emu/g.

Olhando agora para as outras duas situações, A*=0, 2 e A*=0, 5, em que a interface vai tornando-se cada vez mais ferromagnética, perceba que aos poucos os tons de cores mostram que os momentos magnéticos vão ficando cada vez mais próximos do plano, provocando assim o aumento nos valores da remanência. No entanto, isso ocorre de ma- neira mais lenta do que no caso com MnFe2O4, por isso que a remanência cresce de forma

contínua e aos poucos.

De uma maneira geral quando analisa-se as duas últimas figuras é fácil notar que a nanopartícula com MnFe2O4na camada externa apresenta características de remanência

e campo de reversão mais regulares, ao passo que quando a casca é de CoFe2 isso não

ocorre devido ao campo dipolar produzido pelo revestimento.

Um outro fator que merece destaque, trata-se do comportamento do campo de reversão da nanopartícula com o volume do invólucro, o qual é controlado através da espessura da casca que reveste o núcleo. Isso pode ser observado no gráfico da figura 5.16.

Tomando a curva da camada externa de MnFe2O4 como exemplo, na figura 5.16,

percebe-se que o campo de reversão da nanopartícula decai quase que linearmente com a espessura (volume) da casca. Isso de um certo modo era de se esperar, já que quando aumenta-se a espessura da camada externa, aumenta-se a quantidade em volume de MnFe2O4 e como consequência aumenta-se a magnetização efetiva do invólucro. Já

Figura 5.16: A figura mostra a variação do campo de reversão a medida que a casca torna-se mais

espessa. Perceba que o núcleo de CoFe2O4tem o seu tamanho constante igual a 30 nm.

são demonstra-se aproximadamente constante com o aumento da espessura (volume) da casca. Vale ressaltar que o aumento desta espessura varia de 2 nm até 8 nm. A causa para ambas as características é devido a estabilização do núcleo de CoFe2O4 pelo campo

dipolar produzido pelo revestimento (CoFe2) que é paralelo a magnetização do próprio

núcleo.