Асимптотична теорія спрямованого транспорту зважених феромагнітних наночастинок
| Автори | С.І. Денисов1, Т.В. Лютий2, М.М. Москаленко2, А.Т. Лютий2, Ю.С. Бистрик1 |
| Афіліація |
1Інститут прикладної фізики НАН України, 40000 Суми, Україна 2Сумський державний університет, 40007 Суми, Україна |
| Е-mail | denisov@sumdu.edu.ua |
| Випуск | Том 17, Рік 2025, Номер 1 |
| Дати | Одержано 28 листопада 2024; у відредагованій формі 12 лютого 2025; опубліковано online 27 лютого 2025 |
| Цитування | С.І. Денисов, Т.В. Лютий, М.М. Москаленко та ін., Ж. нано- електрон. фіз. 17 № 1, 01026 (2025) |
| DOI | https://doi.org/10.21272/jnep.17(1).01026 |
| PACS Number(s) | 75.75.Jn, 47.65.Cb |
| Ключові слова | Феромагнітні наночастинки, Розведені суспензії, Градієнтне та однорідне магнітні поля, Трансляційна та обертальна динаміка (2) , Спрямований транспорт (2) , Узгоджений асимптотичний аналіз. |
| Анотація |
Завдяки своїм важливим фізичним властивостям феромагнітні наночастинки мають дуже широке застосування. Особливо цікавим є використання феромагнітних наночастинок для створення спрямованого транспорту речовин. Цей вид транспорту є різновидом так званих броунівських моторів, пов’язаних з існуванням ефекту храповика в незміщених нерівноважних системах. Даний ефект забезпечує появу сталого транспорту в досліджуваній системі, відіграє значну роль у різних областях складних магнітних систем і матеріалів, а також є основою для різноманітних застосувань наночастинок – від техніки до медицини. Декілька різних фізичних принципів сприяють виникненню спрямованого транспорту феромагнітних наночастинок за умови, що частинки здійснюють не тільки поступальний, але й обертальний рух. Імовірно, найзручнішим і найгнучкішим способом генерації такого спрямованого транспорту є використання спеціальної комбінації зовнішніх магнітних полів. У попередніх дослідженнях ми запропонували використовувати ефективний механізм спрямованого детермінованого транспорту однодоменних феромагнітних наночастинок у розрідженій суспензії, що виникає внаслідок спільної дії гармонійно осцилюючого градієнтного магнітного поля за наявності незалежного від часу однорідного магнітного поля. У цій роботі ми продовжуємо зазначене дослідження і розвиваємо асимптотичну теорію дрейфу феромагнітних наночастинок. Наш підхід базується на наборі диференціальних рівнянь першого порядку для моделі жорсткого диполя феромагнітних наночастинок, які описують часові залежності координати частинки та кута намагніченості. Розв’язано систему базових рівнянь, що описують обертальний та поступальний рухи наночастинок, які знаходяться в околі початку координат і знайдено їх асимптотичну поведінку. Наближений розв’язок отримано і в другому граничному випадку, коли частинки знаходяться далеко від початку координат. Використовуючи узгоджений асимптотичний аналіз, визначено часові залежності координати частинки і її середньої швидкості, які якісно узгоджуються з чисельними результатами. |
|
Перелік цитувань |
Інші статті цього номера
1) Особливості електронної структури карбіду TiC та нітриду VN, підданих механохімічному впливу в складі еквімолярної суміші TiC-VN [01001-1-01001-7]2) Вплив шарів пасивації SiNx/SiO2 на розсіяне поле поверхні в кремнієвих пластинах n-типу [01002-1-01002-7]
3) Виготовлення та характеристика наноструктурованих тонких плівок NiO та NiO:Cu при різних концентраціях міді [01003-1-01003-8]
4) Оптимізація умов різання для металевих поверхонь легованої сталі 50CrNi3Mn за допомогою дизайну Box-Behnken, ANOVA та функції бажаності (Box-ANOVA-DF) [01004-1-01004-6]
5) Оптимізовані електромагнітні решітки Е-подібної мікросмужкової патч-антени з повітряним проміжком для бездротового зв’язку [01005-1-01005-5]
6) Ультразвукова сенсорна система для автономного паркування [01006-1-01006-5]
7) Дослідження електрофізичних процесів у кремнієвому сонячному елементі з багатьма поверхневими наногетеропереходами [01007-1-01007-5]
8) Дослідження електропровідності та спектрів комбінаційного розсіювання наночастинок CdSe, опромінених CO2-лазером [01008-1-01008-4]
9) Структура, морфологія та мультифероїчні властивості наночастинок Bi0.2La0.8 – xAlxFeO3 (x 0.2, 0.4, 0.6 & 0.8) [01009-1-01009-6]
10) Плоска MIMO-антена з кількома овалами на гнучкій підкладці для 5G застосунків [01010-1-01010-6]
11) Структурні моделі та процеси переносу заряду у гранульованих нанонапівпровідниках [01011-1-01011-5]
12) Моделювання терагерцового квантового каскадного лазера поверхневого випромінювання на основі генерації різної частоти [01012-1-01012-6]
13) Покращення фізико-технічних характеристик тонкоплівкових сонячних елементів при їх модифікації плазмонними наночастинками [01013-1-01013-8]
14) Аналіз і моделювання нового неперіодичного метаматеріального резонатора (HC-SRR) форми H-C для багатодіапазонних застосувань [01014-1-01014-5]
15) Електрохімічний синтез цинк оксиду в присутності поверхнево-активної речовини FARMACOAT [01015-1-01015-5]
16) Автоматизоване програмування мікро- та одноелектронних наносистем [01016-1-01016-6]
17) Зміни електронної структури вюрцитного твердого розчину Mn:ZnSeS, зумовлені вакансіями атомів сірки [01017-1-01017-6]
18) Вплив температури ванни на морфологію, склад і корозійну стійкість покриттів з оксиду церію, електроосаджених на цинк [01018-1-01018-5]
19) Покращений підсилювач малої потужності з використанням техніки відновлення рівня за технологією 32 нм [01019-1-01019-5]
20) Перспективні технології у водному транспорті: розроблення і впровадження грибостійких та екологічно чистих епоксидних нанокомпозитів [01020-1-01020-7]
21) Характеристики джерела синхронних потоків УФ-випромінювання та наночастинок цинку, перспективного для біомедичної інженерії [01021-1-01021-6]
22) Відбиття та поглинання двошарового пористого кремнію [01022-1-01022-6]
23) Вплив наночастинок броміду нікелю на оптичні та теплові властивості полістиролу [01023-1-01023-6]
24) Вплив електрохімічного нікелювання на структуру, склад та жаростійкість хромоалітованої сталі 45 [01024-1-01024-9]
25) Структурно-морфологічні властивості нанопористих вуглецевих матеріалів, отриманих з біомаси [01025-1-01025-6]
26) Теплоізоляційні властивості червоного шламу як функціонального наповнювача для полімерних композитів [01027-1-01027-6]
27) Стимульоване ультразвуком виготовлення нанокомпозитів графен/ZnO з прискореним фотовідгуком в ультрафіолетовому діапазоні світла [01028-1-01028-4]
28) Захоплення радіочастотної енергії за допомогою компактної надширокосмугової патч-антени [01029-1-01029-6]
29) Визначення ділянок на поверхні оптичних обтічників різної геометричної форми, що піддаються максимальним термоударним впливам [01030-1-01030-7]
