Dönüşümcü liderlik düzeyi algılaması ile iç girişimcilik eğilimi arasında istatistiksel olarak anlamlı

Específicamente, trabalhando de fato nas nanopartículas c@s, as simulações mostraram que numa histerese de CoFe2O4(22 nm)@CoFe2(2 nm), com uma energia de troca de in-

netização de saturação do CoFe2 e 100% maior com relação a magnetização de saturação

da CoFe2O4. Isso pode ser visto na figura 5.6, onde a histerese (a) é a curva de magneti-

zação da c@s e as curvas (b) e (c) são do núcleo e da casca, respectivamente. Um fator de destaque e que também pode ser visto na figura 5.6 é que, apesar da magnetização da c@s alterar seu valor em relação a magnetização dos elementos que a formam, tanto o núcleo como a camada revertem no mesmo valor de campo (5 kOe), como pode ser visto em (a), (b) e (c). Aqui vale lembrar que (b) e (c) podem ser feitas devido tratar de um estudo teórico através de simulações.

a) b)

c)

2

Figura 5.6: A histerese (a) é da nanopartícula de CoFe2O4(22 nm)@CoFe2(2 nm) e as outras duas,

(b) e (c), são histereses do núcleo e da casca respectivamente. Essas duas últimas é possível fazer por tratar-se de uma simulação numérica.

O núcleo de CoFe2O4 tem uma histerese quadrada [5.6(b)], proporcionando a

casca começar a reversão mais cedo, e como consequência, a redução da coercividade da c@s. Tal reversão é conduzida pelo campo local na maior parte do volume da casca, exceto para as regiões polares (θ = 0 e θ = π), onde o campo dipolar do núcleo é paralelo à sua própria magnetização, como pode ser visto na figura 5.7.

q

z

x

1.2

2.6

Figura 5.7: Comportamento do campo dipolar do núcleo sobre a casca numa nanopartícula c@s de

CoFe2O4(22 nm)@CoFe2(2 nm). Tal comportameno dar-se na parte superior da figura 5.6(a), onde

o campo externo é negativo. Ao lado, está a barra de cores a qual indica a intensidade do campo dipolar em cada região da c@s. O eixo de coordenadas está no centro representando o plano onde

a componente z varia com θ, assim em θ = 0 e θ = π têm-se os polos da c@s e em θ = π

2 tem-se o

equador da nanopartícula.

Analisando o ramo superior da histerese (a) da figura 5.6, onde o campo externo é negativo (H < 0), o mesmo está na mesma direção do campo dipolar do núcleo sobre a casca numa região chamada de ”belt” (equador da esfera), onde θ = π

2. Para essa região, o

campo de reversão (H ≈ −5 kOe) tem a componente z do campo dipolar do núcleo sobre a casca, variando de 2, 68 kOe nos polos até −1, 23 kOe no equador da c@s (figura 5.7). Dessa forma, o campo local em θ = π

2 é oposto à magnetização do núcleo com uma intensidade

de aproximadamente 6 kOe. O forte acoplamento ferromagnético entre o núcleo e a casca favorece o alinhamento da magnetização de ambos, e a reversão da partícula ocorre num campo externo de aproximadamente 5 kOe, muito menor do que o campo de anisotropia uniaxial do material núcleo (13, 6 kOe).

De um maneira geral, a c@s é uma partícula com propriedades magnéticas alta- mente correlacionadas com os dois materiais. A presença da casca de CoFe2, diminui dras-

ticamente o campo de reversão da ferrita de cobalto isolada, reduzindo de 13, 6 kOe (fi- gura 5.5) para 5 kOe (figura 5.6), isso equivale a uma diferença de aproximadamente 63% entre uma nanopartícula simples de CoFe2O4 e uma nanopartícula c@s de CoFe2O4(22

nm)@CoFe2(2 nm), ambas com as mesmas dimensões, 26 nm. Logo a casca trás novas

Quando se aumenta um pouco o tamanho do núcleo e a espessura da casca, sur- gem algumas características interessantes, conforme se mostra na figura 5.8 a histereses de CoFe2O4(30 nm)@MnFe2O4(6 nm) e CoFe2O4(30 nm)@CoFe2(6 nm):

Figura 5.8: Curvas de histerese comparando o comportamento de duas nanopartículas com o

mesmo núcleo de CoFe2O4(30 nm) e cascas diferentes, uma com MnFe2O4 (esquerda) e a outra

com CoFe2 (direita), ambas com 6 nm. As curvas foram feitas considerando uma forte energia

de troca de interface da ordem do material do núcleo (A∗ _{= 0.8). Os pontos a), b), c) e d) serão}

explicados mais adiante.

Ambas as nanopartículas da figura 5.8 apresentam uma configuração volumé- trica, onde a casca equivale a aproximadamente 64% de toda a nanopartícula. Devido a isso, o padrão magnético do CoFe2 impõe um grande impacto nas fases magnéticas da

nanopartícula. Com um forte acoplamento ferromagnético (A∗ _{= 0, 8), percebe-se uma}

considerável redução no campo de reversão ao se comparar as duas nanopartículas. Vê- se que a nanopartícula detentora de MnFe2O4 na casca reverte a magnetização em 2, 5

kOe, ao passo que na que cotém CoFe2 reverte em 6, 0 kOe.

Intuitivamente era de se esperar o oposto, pois a magnetização do CoFe2é muito

maior. A explicação para isso pode ser dada ao se analisar os painéis da figura 5.9, em que estes revelam grandes diferenças nos campos dipolares produzidos pelas cascas de MnFe2O4e CoFe2 no núcleo de CoFe2O4.

Figura 5.9: Os mapas acima representam mapas de magnetização (superior) e mapas de

campo dipolar (inferior) das nanopartículas de CoFe2O4(30 nm)@MnFe2O4(6 nm) e CoFe2O4(30

nm)@CoFe2(6 nm) dos respectivos pontos a), b), c) e d) da figura 5.8. As setas no interior dos

painéis superiores representam a magnetização de cada região (as amarelas representam a mag- netização do núcleo e as brancas a magnetização da casca) e nos painéis inferiores representam o campo dipolar do núcleo sobre a casca (setas brancas) e da casca sobre o núcleo (setas azuis)

Esses painéis, são na verdade os mapas de magnetização e mapas de campo di- polar, que demonstram os momentos magnéticos locais ao longo da c@s e, do mesmo modo, o comportamento do campo dipolar nos pontos (a), (b), (c) e (d) da figura 5.8. Os mapas superiores são de magnetização e os inferiores são de campo dipolar. Tais ma- pas, tanto o de magnetização como o de campo dipolar, mostram duas coisas ao mesmo tempo. Nos superiores, a seta maior de cor amarela no núcleo representa a magnetização deste, enquanto que as setas de cor branca presentes na casca representam a configuração magnética da própria casca. Com relação aos mapas inferiores, as setas grandes de cor azul, situadas no centro de cada nanopartícula, representam a direção do campo dipolar da casca no núcleo, enquanto as setas brancas situadas no revestimento, representam o campo dipolar do núcleo sobre a casca.

Ao se observar os mapas 5.9(a) e 5.9(b), percebe-se que, no primeiro, a magneti- zação do revestimento é paralela à magnetização do núcleo e que, no segundo, a mag- netização do revestimento forma o aqui chamado estado de cebola. Ao se confrontar

os mapas dos momentos magnéticos com o campo dipolar local, percebe-se que a casca de MnFe2O4 produz um campo dipolar no núcleo paralelo à sua própria magnetização.

Por outro lado, no painel 5.9(c), cujo revestimento é de CoFe2, percebe-se que o padrão

magnético da casca é aproximadamente linear, tendo no equador da nanopartícula um comportamento paralelo à magnetização do núcleo. No entanto, quando esta análise se afasta do equador e caminha em direção aos pólos da mesma, nota-se que a magnetização sofre uma pequena variação produzindo, com isso, consideráveis mudanças no campo dipolar do revestimento sobre o núcleo. Para que isso fique evidente, o painel 5.9(c) infe- rior apresenta tal observação, onde é possível observar que a casca produz um pequeno campo dipolar de direção oposta a magnetização do núcleo.

Um fator que sofre influência diretamente do que foi dito acima é o campo de reversão. Nota-se que, quando o revestimento do núcleo é de CoFe2, este produz um

campo dipolar em grande parte do volume do núcleo na direção da magnetização do próprio núcleo. Este campo é da ordem de 3 kOe e chega a atingir cerca de 5 kOe próximo dos polos, com se observa na figura [5.9(d)]. A interação dipolar núcleo-camada compensa o aumento na energia Zeeman mantendo o núcleo antiparalelo ao campo externo até o campo de 6 kOe, quando então, a magnetização é revertida por completa.

As mudanças na magnetização como no caso da CoFe2O4(30 nm)@CoFe2(6 nm),

por exemplo, em que a casca, mesmo para valores positivos de campo externo, se alinha com o campo dipolar do núcleo, se dá devido a baixa constante de anisotropia do CoFe2

em comparação com a ferrita de cobalto. Outro parâmetro que também contribui para este comportamento é o comprimento de troca que é menor no CoFe2, logo para uma

casca com as mesmas dimensões da ferrita de manganês, o CoFe2 apresenta uma maior

possibilidade de apresentar mudanças locais da magnetização.

Tudo o que foi exposto até agora foi com uma interface acoplada por troca de caráter ferromagnético muito intenso (A*=0.8). Contudo, quando no sistema é conside- rado a ausência do acoplamento de interface (A*=0), a interação dipolar da nanopartícula c@s leva a valores de campo de reversão maiores do que o próprio campo de anisotropia da ferrita de cobalto presente no núcleo conforme apresenta a figura 5.10, a qual mos- tra as curvas de magnetização das nanopartículas de CoFe2O4(30 nm)@MnFe2O4(6 nm) e

CoFe2O4(30 nm)@CoFe2(6 nm) sem o acoplamento de interface.

a)

c) d)

b)

Figura 5.10: Curvas de histerese de CoFe2O4(30 nm) no núcleo e cascas de MnFe2O4 (a) e CoFe2

(b), ambas com 6 nm e energia de troca de interface nula (A*=0.0). As curvas (c) e (d) mostram o comportamento (contribuição) apenas da casca das respectivas nanopartículas, a qual exibe uma histerese inversa durante o processo de reversão de toda a partícula (núcleo e camada).

Ao se observar as curvas a) e b) da figura 5.10, percebe-se um aumento de 460% e 258,3% em relação aos campos de reversão da figura 5.8, que considera as mesmas nano- partículas, com as mesmas dimensões, porém com um forte acoplamento ferromagnético. Isso mostra que o acoplamento de interface é um parâmetro extremamente importante quanto a reversão da magnetização da c@s. Um outro fator interessante é quanto ao tipo de casca que envolve o núcleo. Para mostrar isso, as histereses c) e d) apresentam as cur- vas de magnetização apenas da camada externa de cada nanopartícula e nelas percebe-se que, quando a casca é de MnFe2O4, a reversão começa em 1, 5 kOe e apresenta uma re-

manência de −23, 17 emu/g, enquanto que, com a camada de CoFe2 a reversão começa

considerável contribuição para a queda da remanência da partícula.

Ao se analisar apenas o campo dipolar médio, tanto do núcleo sobre camada como da camada sobre o núcleo, percebe-se que o valor desses campos, em θ ≈ π

2 (região do

equador da nanopartícula), exibe uma histerese invertida em ambos os casos e, como consequência, um grande impacto na camada de CoFe2, conforme se vê na figura 5.11.

Figura 5.11: Em (a) tem-se o campo dipolar médio do núcleo sobre a camada externa na região do equador e em (b) o campo dipolar médio da camada externa sobre o núcleo, ambas as histere-

ses é de uma nanopartícula com CoFe2O4(30 nm) no núcleo e CoFe2(6 nm) na casca. Os painéis

inferiores indicam o comportamento da magnetização nos pontos (i) e (ii) da figura 5.10 (b). A curva 5.11(a) mostra o campo dipolar médio do núcleo sobre a casca na região do equador da nanopartícula, nesta região o campo dipolar é oposto ao campo externo aplicado até que este último inverta, quando então os dois campos passam a ter o mesmo sentido. Em 5.11(b) o campo dipolar médio da casca sobre o núcleo neste caso é estabili- zante, o que explica o campo de reversão ser mais intenso que para a casca de ferrita de manganês.

CoFe2e o respectivo campo dipolar que esta configuração produz no núcleo de CoFe2O4.

As mudanças no padrão da magnetização da camada com o campo magnético externo aplicado, produz uma grande alteração do campo dipolar da casca sobre o núcleo, como pode ser visto no início da nucleação do estado cebola (em i) e imediatamente antes da reversão (em ii), em H=−3 kOe e H=−15, 5 kOe, respectivamente. A magnetização da casca em (i), tem em sua fase um deslocamento para a esquerda, ao passo que, a medida que ela se alinha com o campo externo em (ii), esta produz uma queda de 4, 5 kOe para 2kOe no campo dipolar médio do invólucro. A escala de cores, que está logo abaixo de cada painel, nos mostra que estes campos, na maior parte do espaço, são maiores que 2, 0 kOe, tornando o estado tipo cebola estável devido o alto MS do CoFe2 em comparação

com a casca de ferrita de manganês.