Efeitos da temperatura nas propriedades estruturais e magnéticas de nanofios de Níquel em membranas porosas de alumina
Nanofios de níquel. Alumina anodizada porosa. Dilatação térmica. Ressonância ferromagnética. Comportamento magnetoelástico.
Este trabalho apresenta uma investigação sobre os efeitos da variação de temperatura na estrutura cristalina e na dinâmica de magnetização de arranjos de nanofios de níquel. A pesquisa é motivada pela necessidade de compreender o comportamento de nanoestruturas magnéticas sob variações térmicas. Os nanofios de níquel foram sintetizados por eletrodeposição assistida por molde em membranas de alumina anodizada porosa, utilizando a técnica de cronoamperometria em potencial constante. A morfologia dos fios e a porosidade da membrana foram avaliadas por microscopia eletrônica de varredura, confirmando o preenchimento e o crescimento homogêneo dos fios nos poros. A caracterização estrutural por difração de raios X confirmou a fase cúbica de face centrada do níquel. O monitoramento estrutural por difração de raios X em função da temperatura evidenciou o efeito da restrição mecânica imposta pelo molde de alumina, revelando um desajuste entre os coeficientes de dilatação térmica do metal e da matriz. O cálculo da microdeformação e do estresse mecânico longitudinal indicou que as tensões térmicas na rede cristalina aumentam de magnitude com o resfriamento do sistema. As propriedades magnéticas dinâmicas foram estudadas por ressonância ferromagnética, constatando-se que a anisotropia de forma atua como o termo dominante, o que mantém o eixo fácil de magnetização alinhado paralelamente ao eixo longitudinal dos nanofios em toda a faixa de temperatura avaliada. O resfriamento do sistema provocou um alargamento pronunciado na largura de linha de ressonância, indicando o aumento da defasagem dos momentos magnéticos induzida pelo estresse térmico decorrente do desajuste de dilatação entre os nanofios e a matriz. Por fim, a modelagem fenomenológica do comportamento magnetoelástico por meio de um modelo não linear demonstrou consistência com os coeficientes de magnetoestrição de saturação do níquel. O trabalho correlaciona de forma bem-sucedida as deformações na rede cristalina induzidas por temperatura com a dinâmica de spins em nanoestruturas unidimensionais.
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