Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio (Jun 2005)
Reversal mechanisms and interactions in magnetic systems: coercivity versus switching field and thermally assisted demagnetization
Abstract
In this paper we present a comparative analysis of the magnetic interactions and reversal mechanisms of two different systems: NdFeB-type alloys with grain sizes in the single domain range and Fe-SiO2 nanocomposites with Fe concentrations above and below the percolation threshold. We evidence that the use of the coercivity as the main parameter to analyse them might be misleading due to the convolution of both reversible and irreversible magnetization variations. We show that the switching field and thermally assisted demagnetization allow a better understanding of these mechanisms since they involve just irreversible magnetization changes. Specifically, the experimental analysis of the coercivity adquisition process for the NdFeB-type system suggests that the magnetization reversal is nucleated at the spin misalignments present due to intergranular exchange interactions. On the other hand, the study of the magnetic viscosity and of the isothermal remanent magnetization (IRM) and direct field demagnetization (DCD) remanence curves indicates that the dipolar interactions are responsible for the propagation of the switching started at individual particles.<br><br>En este artículo presentamos un análisis comparativo de la influencia de la microestructura a través de las interacciones magnéticas en los mecanismos de inversión de la magnetización en dos sistemas diferentes: aleaciones tipo NdFeB con tamaños de grano en el rango de monodominio y nanocompuestos de Fe-SiO2 con concentraciones de Fe tanto por encima como por debajo del umbral de percolación. Ponemos de manifiesto que el uso del campo coercitivo como parámetro de análisis puede llevar a equívocos debido a la coexistencia de variaciones reversibles e irreversibles de la magnetización. También mostramos que el campo de conmutación y la desimanación térmicamente asistida permiten una mejor comprensión de dichos mecanismos ya que reflejan exclusivamente cambios irreversibles de imanación. Concretamente, el análisis experimental del proceso de adquisición de coercitividad de los sistemas tipo NdFeB sugiere que la inversión de la magnetización se nuclea en los desalineamientos de los espines debidos a las interacciones de canje intergranular en las fronteras de grano. Por otra parte, el estudio de la viscosidad magnética y de las curvas de remanencia isoterma (IRM) y de remanencia de desimación DC (DCD) de los nanocompuestos de Fe-SiO2 indica que las interacciones dipolares son responsables en este sistema de la propagación de la conmutación, que se genera en partículas individualmente consideradas.
