Динаміка зважених наночастинок у змінному в часіградієнтному магнітному полі: Аналітичні результати

Автори С.І. Денисов , Т.В. Лютий , А.Т. Лютий
Приналежність

Сумський державний університет, вул. Римського-Корсакова, 2, 40007 Суми, Україна

Е-mail denisov@sumdu.edu.ua
Випуск Том 12, Рік 2020, Номер 6
Дати Одержано 10 серпня 2020; у відредагованій формі 15 грудня 2020; опубліковано online 25 грудня 2020
Посилання С.І. Денисов, Т.В. Лютий, А.Т. Лютий, Ж. нано- електрон. фіз. 12 № 6, 06028 (2020)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.12(6).06028
PACS Number(s) 75.75.Jn, 47.65.Cb
Ключові слова Розбавлені ферорідини, Однодоменні наночастинки (2) , Градієнтне магнітне поле, Рівняння балансу, Трансляційна та обертальна динаміка.
Анотація

Теоретично вивчається детерміністична динаміка однодоменних феромагнітних наночастинок у розбавлених ферорідинах, що знаходяться під впливом періодичного у часі градієнтного магнітного поля. Використовуючи рівняння балансу сил та моментів виведено систему двох диференційних рівнянь першого порядку, що описують трансляційний та обертальний рухи таких частинок у випадку малих чисел Рейнольдса. Оскільки градієнтне магнітне поле генерує як трансляційний, так і обертальний рухи частинок, ці рухи пов’язані між собою. Цей факт продемонстровано шляхом отримання за допомогою знайденої системи рівнянь співвідношень, що виражають положення частинки через кут її орієнтації, і навпаки. Отримані співвідношення використані, щоб показати, що розв’язок базової системи рівнянь є періодичним у часі, і щоб знайти інтервали, в яких відбуваються осциляції положення та кута орієнтації частинок. Крім цього, знайдено наближений розв’язок даної системи рівнянь у випадку, коли характерна частота коливань частинок мала. Встановлено, що в цьому випадку всі частинки здійснюють малі коливання поблизу початкових положень. В той же час, малі коливання кута орієнтації відносно початкового кута відбуваються лише для частинок, що знаходяться поблизу початку координат, де градієнтне магнітне поле мале. Обговорюється також можливе використання отриманих результатів в біомедицині та процесах сепарації наночастинок.

Перелік посилань