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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.43.2012.tde-17042012-124736
Documento
Autor
Nome completo
Gabriel Teixeira Landi
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2012
Orientador
Banca examinadora
Santos, Antonio Domingues dos (Presidente)
Muniz, Roberto Bechara
Oliveira, Mario Jose de
Oliveira, Nilson Antunes de
Silva, Luis Gregorio Godoy de Vasconcellos Dias da
Título em português
Simulações estocásticas de nanopartículas magnéticas
Palavras-chave em português
Física Computacional
Magnetismo
magneto-hipertermia
Nanopartículas
Resumo em português
O tema deste trabalho é a modelização computacional das propriedades magnéticas de sistemas nanoparticulados a temperatura finita. Estes materiais, que são de grande interesse acadêmico e aplicado, possuem uma sensibilidade atípica às flutuações térmicas, um fenômeno conhecido como superparamagnetismo. Por essa e outras peculiaridades, eles apresentam um comportamento extremamente rico e complexo que se estende por uma gama ampla de situações experimentais, indo desde eras geológicas em aplicações na área de geomagnetismo, a fenômenos ultra-rápidos em dispositivos eletrônicos e tratamentos clínicos. O modelo empregado, conhecido como teoria de Néel-Brown, introduz na equação dinâmica magnética um termo estocástico para lidar com as flutuações térmicas. Sua validade é bastante geral, podendo ser aplicado para simular uma quantidade enorme de experimentos. Implementamos uma biblioteca numérica extremamente eficiente, que permite tratar sobre um mesmo escopo estas diferentes situações. Neste trabalho, focamos no problema de histerese dinâmica que vêm recebendo considerável atenção nos últimos anos motivado, principalmente, pela aplicação de nanopartículas magnéticas em tratamentos de tumores por uma técnica conhecida como magneto-hipertermia.
Título em inglês
Stochastic simulations of magnetic nanoparticles
Palavras-chave em inglês
Computational Physics
magnetic hyperthermia
Magnetism
Nanoparticles
Theoretical Physics
Resumo em inglês
This thesis concerns the use of computer models to study the magnetic properties of nanoparticles at a finite temperature. These materials, which are of great academic and applied interest, are known to have an enhanced sensitivity to thermal fluctuations -- a phenomenon known as superparamagnetism. Such a peculiar nature is responsible for a large number of interesting physical phenomena, which are known to extend over a wide range of experimental situations. These include, among others, geomagnetism, ultra-fast devices and oncological treatments. The model employed, known as the Néel-Brown theory, introduces in the dynamical equation an stochastic term representing the thermal fluctuations. It's range of validity is quite broad, thus being applicable to all of the aforementioned situations. We implemented a highly efficient numerical library, whose scope extends over a large range of experiments. In this thesis we focused on the problem of dynamic hysteresis, which has receive considerable attention in recent years. This was motivated, among other things, by the potential use of nanoparticles in magneto-hyperthermia treatments.
 
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landi2.pdf (4.78 Mbytes)
Data de Publicação
2014-02-21
 
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