تاثیر قطر بر خواص مغناطیسی و بازگشت مغناطش در آرایه نانوسیم آهن

نانوسیم ­های مغناطیسی جزء اساسی از برخی دستگاه ­ها و قطعات در مقیاس نانو را تشکیل می­دهند و کنترل خصوصیات مغناطیسی آن­ها برای عملکرد موثر ضروری می­باشد. به این منظور، درک کاملی از نحوه بازگشت مغناطش در نانوسیم ­ها که وابستگی زیادی به قطر نانوسیم دارد، در این خصوص راه گشاست. در این پژوهش، نانوسیم ­های منفرد و آرایه 3×3 نانوسیم ­های آهن با استفاده از شبیه ­سازی میکرومغناطیس با قطرهای مختلف مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج شبیه ­سازی نشان داد با افزایش قطر میدان وادارندگی از 423 به mt 81 و از 277 به mt77 به ترتیب در نانوسیم ­های منفرد و آرایه نانوسیم ­ها کاهش می­یابد. همچنین، نشان داده شد در نانوسیم ­های منفرد با قطرهای بزرگتر از 36 نانومتر بازگشت مغناطش همراه با هسته ­زایی و حرکت دیواره­ ی حوزه می­باشد. علاوه ­براین، با افزایش قطر نانوسیم ­ها در آرایه، تعداد پرش­ ها در حلقه پسماند افزایش پیدا می­کند که نشان دهنده­­ی افزایش برهم­ کنش بین سیمی با افزایش قطر می­باشد. نتایج به­ دست آمده به طراحی نانوسیم‌­ها برای کاربردهای مهندسی و بیولوژیکی کمک می­کند.

effect of iron nanowire array diameter on the magnetic properties and magnetization reversal

magnetic nanowires are the main component of some devices and pieces, and controlling their magnetic properties is necessary for their proceeds. for this purpose, it is important to have a complete understanding of how the diameter of nanowires affects magnetization reversal. in this research, individual nanowires and a 3x3 array of iron nanowires with different diameters were studied using micromagnetic simulation. the simulation results showed that with the increased diameter, the coercive field decreases from 423 to 81 mt and from 277 to 77 mt, in single nanowires and an array of nanowires, respectively. also, it was shown that in individual nanowires with diameters greater than 36 nm, magnetization reversal is accompanied by nucleation and the domain wall motion. as the nanowire diameter increases, the number of jumps in the hysteresis loop also increases, indicating a greater interaction between nanowires. the results obtained from this study can be used to design nanowires for both engineering and biological applications.