Чисельний аналіз динаміки наночастинок у в'язкій рідині: Детерміністичний підхід

Автори С.І. Денисов , М.М. Москаленко, Т.В. Лютий , М.Ю. Бариба
Приналежність

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

Е-mail denisov@sumdu.edu.ua
Випуск Том 13, Рік 2021, Номер 6
Дати Одержано 14 листопада 2021; у відредагованій формі 01 грудня 2021; опубліковано online 20 грудня 2021
Посилання С.І. Денисов, М.М. Москаленко, Т.В. Лютий, М.Ю. Бариба, Ж. нано- електрон. фіз. 13 № 6, 06027 (2021)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.13(6).06027
PACS Number(s) 75.75.Jn, 47.65.Cb
Ключові слова Однодоменні наночастинки (2) , В’язка рідина (2) , Однорідне та градієнтне магнітні поля, Трансляційне та обертальне рівняння руху, Дрейф наночастинок.
Анотація

Чисельно вивчається механічна динаміка однодоменних феромагнітних наночастинок у в'язкій рідині, яка індукується сумісною дією градієнтного магнітного поля, що змінюється у часі за гармонічним законом, та однорідного магнітного поля, що має перпендикулярну та паралельну до напрямку градієнтного поля компоненти. Використовуючи наближення невзаємодіючих жорстких диполів, у відповідності з яким вектор намагніченості частинки вважається ‘вмороженим’ в її тіло, та нехтуючи інерційними ефектами, узагальнено систему двох диференційних рівнянь для кута намагніченості та координати наночастинки, що описують її обертальний та трансляційний рухи у цьому випадку. Отриману систему рівнянь розв'язано чисельно для широкого кола параметрів задачі та проведено порівняльний аналіз динаміки наночастинок в залежності від величини паралельної компоненти однорідного магнітного поля. Встановлено, зокрема, що обертальний та трансляційний рухи наночастинок є суто періодичними, якщо перпендикулярна компонента однорідного магнітного поля відсутня. Якщо ж ця компонента присутня, тоді динаміка наночастинок стає неперіодичною і з'являється їх дрейфовий рух (спрямований транспорт). Шляхом аналізу часових залежностей кута намагніченості та координати наночастинок на коротко та довгострокових часових інтервалах встановлено, що зростання величини паралельної компоненти суттєво зменшує як переміщення частинок за фіксований час, так і їх середню швидкість на кожному періоді градієнтного магнітного поля.

Перелік посилань