Navegando por Autor "Oliveira, Leonardo Linhares"
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Tese Dinâmica generalizada para sistemas magnéticos nanoestruturados(2019-11-13) Martins Júnior, Sérgio Murilo da Silva Braga; Carriço, Artur da Silva; Dantas, Ana Lucia; ; ; ; Araújo, José Humberto de; ; Oliveira, Leonardo Linhares; ; Pedrosa, Silas Sarmento; ; Medeiros, Suzana Nóbrega de;A emissão de micro-ondas por materiais magnéticos em frequências bem localizadas é de grande interesse para futuras aplicações em nanotecnologia. Nesse trabalho foi desenvolvido um modelo generalizado para estudar os espectros de excitações de sistemas ferromagnéticos nanoestruturados fazendo uso de simulações micromagnéticas com implementação do método da matriz resolvente obtida através equação de Landau-Lifshitz e do método do tensor de susceptibilidade dinâmica. A primeira parte do trabalho foi dedicada ao desenvolvimento analítico das equações de movimento para um sistema ferromagnético nanoestruturado, segundo a teoria micromagnética, e das expressões dos elementos da matriz resolvente e dos elementos do tensor de susceptibilidade dinâmica generalizado. Foram, então, feitas aplicações dos modelos teóricos a sistemas como nanofitas ferromagnéticas magnetizadas uniformemente, paredes de domínio nucleadas em nanofitas ferromagnéticas acopladas a um substrato vicinal antiferromagnético e vórtices magnéticos em nanodiscos circulares. A matriz resolvente permite obter a densidade espectral de estados, e foi aplicada ao estudo de paredes de domínio. Foram identificados alguns modos de oscilação de paredes de domínio localizados em uma faixa de frequência que antecede a banda associada aos domínios magnéticos, e, através do tensor de susceptibilidade dinâmica, puderam ser identificados a distribuição espacial das excitações ao longo de toda a nanoestrutura. Com isso, podem ser analisadas as semelhanças e diferenças entre as excitações magnéticas localizadas nos domínios, nas paredes de domínio e no centro de vórtices magnéticos. Os modelos desenvolvidos nesse estudo poderão ser usados para prever as frequências de campos de micro-ondas específicas para excitar especificamente cada um dos modos de oscilação observados. A aplicação do modelo desenvolvido em sistemas como vórtices em nanodiscos e paredes de domínio aprisionadas por interação de troca na interface em multicamadas FM/AFM possibilitou identificar aumentos consideráveis nas frequências de ressonância. Para vórtices magnéticos, quanto menor é o diâmetro do nanodisco, maior é a frequência de ressonância, enquanto, para paredes de domínio, quanto mais estreita é a parede (altos campos de interface), maior é a frequência de ressonância.Tese Efeito de antibiótico vetorizado com nanopartículas magnéticas para tratamento da infecção por Staphylococcus aureus multirresistente(2019-03-29) Carvalho, Juliana Fernandes de; Carriço, Artur da Silva; ; ; Fontes, Fabricia Lima; ; Oliveira, Leonardo Linhares; ; Abrantes, Maiza Rocha de; ; Aires, Michelle de Medeiros;Staphylococcus aureus são historicamente reconhecidos como importantes patógenos humanos. São bactérias esféricas e Gram positivas constituintes da microbiota normal da pele e mucosa de grande parte dos mamíferos, incluindo os seres humanos. Fatores orgânicos como imunidade do hospedeiro e integridade da barreira cutânea, bem como fatores inatos ao microrganismo como virulência, contribuem para que a condição de simbiose inicial se torne uma relação patogênica, resultando desde afecções cutâneas e subcutâneas simples até as infecções sistêmicas graves. Não obstante sua intrínseca de virulência, desde o emprego na prática clínica da Penicilina na década de 1940, estas bactérias começaram a desenvolver resistência. A ascensão de cepas de MRSA (Methicillin Resistant Staphylococcus aureus) insensíveis à múltiplos antibióticos empregados na prática clínica é um fenômeno preocupante, pois, além reduzir as opções terapêuticas contribuiu para a disseminação mundial dessa agente, ameaçando a saúde pública na medida em que aumenta a mortalidade, morbidade e custos do tratamento. Neste sentido, novas estratégias clínicas são necessárias e urgentes, e dentre elas, a vetorização de antibióticos através de campo magnético tem se mostrado uma técnica promissora. O direcionamento magnético permite, além da entrega seletiva do fármaco no local da infecção, a ampliação local de campo magnético altíssimo, alterando o microambiente bacteriano. Nesse sentido, o presente trabalho teve como objetivo estudar a ação do antibiótico, Oxacilina, vetorizado com nanopartículas magnéticas no tratamento de infecção de pele e subcutâneo de rato, provocada por Staphylococcus aureus multirresistente. As partículas magnéticas sintetizadas, ligadas ao fármaco e caracterizadas foram testadas in vivo frente à modelos de infecção com cepa MRSA CCBH 4395 (Fiocruz - RJ) e os resultados indicaram alta concentração do fármaco radiomarcado no local da infecção e revelaram redução significativa no crescimento de UFC em amostras dos animais tratados com o sistema de fármaco magnético, e mesmo daqueles tratados unicamente com o vetor magnético. Esses resultados promissores apontam, talvez, para um novo paradigma de tratamento antibiótico sem moléculas químicas, mas pela ação do campo magnético.Tese Efeitos termomagnéticos em aglomerados de nanopartículas magnéticas(2019-10-25) Souza, Claudivan Moreira de; Carriço, Artur da Silva; ; ; Dantas, Ana Lúcia; ; Bohn, Felipe; ; Oliveira, Leonardo Linhares; ; Medeiros, Suzana Nóbrega de;Pesquisas recentes têm estudado as propriedades magnéticas de aglomerados superparamagnéticos de nanopartículas com possibilidade de aplicação em sistemas de controle de administração de fármacos, ressonância magnética, hipertermia magnética, etc. Neste mesmo tempo, vários pesquisadores estudaram o fenômeno de histerese térmica em diferentes circunstâncias e sistemas. Outro objeto que tem concentrado esforços na pesquisa atual é o efeito magnetocalórico em diferentes estruturas com foco na aplicação em tecnologia de refrigeração magnética. O objetivo deste trabalho é investigar o fenômeno de histerese térmica em aglomerados superparamagnéticos de nanopartículas de magnetita (Fe3O4) e de Gadolínio (Gd) de geometrias esférica e elipsoidal e analisar o impacto da interação dipolar na estabilidade térmica do sistema, assim como investigar o efeito magnetocalórico em aglomerados de nanopartículas de Gd. Para isto, investigamos a curva de magnetização térmica dos aglomerados com diferentes excentricidades, com a dimensão da ordem de centenas de nanômetros composto por partículas de Fe3O4 de 9 nm a 12 nm de diâmetro e partículas de Gd de 5.5 nm a 20 nm, com densidade variável e distribuídas nos aglomerados, uniformemente. Consideramos uma faixa de temperatura de 200 a 1200 K, calculamos as curvas de resfriamento e aquecimento, assim como analisamos as fases magnéticas do sistema sob o efeito de um campo magnético externo baixo e constante. Foi calculado a variação de entropia ∆S para um intervalo de campo externo para sistemas de algomerados elipsoidais de Gd. Em nosso modelo, não consideramos efeitos de anisotropia magnetocristalina. A anisotropia presente no sistema é proveniente da forma dos aglomerados e da interação dipolar que naturalmente produz um efeito anisotrópico. Observamos que o campo dipolar tem uma contribuição relevante na formação da histerese térmica. Em aglomerados esféricos não observamos a formação de histerese térmica, nestes aglomerados a sequência de fases magnéticas no ramo de resfriamento e aquecimento são idênticas. Nos aglomerados elipsoidais de excentricidade 0.97 observou-se a formação de histerese térmica associada a uma sequência de fases magnéticas características da elipse e fortemente influenciada pela ação do campo dipolar das nanopartículas. Foi observado o efeito magnetocalórico inverso em aglomerados elipsoidais de alta excentricidade que tem o estado antiferromagnético como estado natural de magnetização. Os resultados indicam que as fases magnéticas que levam ao surgimento da histerese térmica são resultantes da competição entre as energias Zeeman, térmica e dipolar associada ao efeito da topologia do aglomerado. Portanto, nos sistemas analisados neste estudo, os parâmetros acima citados podem controlar o surgimento e a caracterização da histerese térmica e do efeito magnetocalórico.Tese Estabilização de vórtices em nanoestruturas ferromagnéticas acopladas(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2020-07-31) Dantas, Jadson Tadeu Souza; Carrico, Artur da Silva; ; ; Dantas, Ana Lucia; ; Sales, Fabio Henrique Silva; ; Oliveira, Leonardo Linhares; ; Silva, Maria das Gracas Dias da; ; Junior, Sergio Murilo da Silva Braga Martins;Atualmente, h´a perspectivas promissoras do design de nanoantenas de micro-ondas que usam nanoelementos ferromagn´eticos que contˆem v´ortices. Relatos experimentais indicam que o espectro de excita¸c˜ao do par de v´ortices e a resistˆencia magn´etica dependem de suas quiralidades. A sincroniza¸c˜ao da dinˆamica dos v´ortices pode levar a espectros de micro-ondas de alta qualidade. Colocando dois nanoelementos juntos, pode-se modificar o perfil intr´ınseco do v´ortice do material ferromagn´etico, devido a intera¸c˜ao dipolar entre os dois nanoelementos. Investigamos a estrutura magn´etica na remanˆencia de pares de v´ortices de um par de nanocilindros circulares Fe, idˆenticos e coaxiais, de 21 nm de altura com diˆametro variando de 81 nm a 129 nm, e o eixo f´acil de anisotropia uniaxial no plano das faces circulares. Mostramos que, escolhendo certos valores de distˆancia entre os nanocilindros, ´e poss´ıvel controlar a intensidade da intera¸c˜ao dipolar, permitindo definir a quiralidade relativa dos v´ortices em pares de nanoelementos circulares de Fe e Py. Mostramos tamb´em que as quiralidades e localiza¸c˜oes dos v´ortices nos nanocilindros podem ser controladas usando campos externos de intensidade moderada. Para pares de nanocilindros circulares de Fe, usamos rotas de prepara¸c˜oes com o campo externo alinhado na dire¸c˜ao do eixo x, paralelo ao eixo f´acil da anisotropia uniaxial de Fe ou na dire¸c˜ao do eixo y, perpendicular ao eixo f´acil. Mostramos que, o estado remanescente pode ser um par de v´ortices de mesma quiralidade ou um par de v´ortices de quiralidades opostas. No caso dos nanocilindros Py, n˜ao h´a anisotropia uniaxial. Nossos resultados mostram que, neste caso, a fase remanente n˜ao depende da dire¸c˜ao do campo externo no plano usado na rota de prepara¸c˜ao. Tamb´em investigamos o estado remanente de pares de nanocilindros el´ıpticos idˆenticos de Fe de 25nm de altura e distˆancias de face a face variando de 25nm a 60nm. A anisotropia uniaxial foi colocada no eixo de menor tamanho. O campo externo foi aplicado na dire¸c˜ao do eixo menor. Mostramos que, alterando a distˆancia dos nanoelementos el´ıpticos, pode-se preparar uma estrutura magn´etica de quatro v´ortices em remanˆencia. Mostramos que h´a altera¸c˜oes nas intensidades do campo dipolar e do campo efetivo local, devido `a altera¸c˜ao da distˆanca entre as nanoestruturasTese Nanoestruturas magnéticas do tipo núcleo-casca: um estudo do impacto do campo dipolar(2016-06-23) Oliveira, Leonardo Linhares; Carriço, Artur da Silva; ; http://lattes.cnpq.br/6531644101364783; ; http://lattes.cnpq.br/4155460451627060; Feitosa, Carlos Chesman de Araújo; ; http://lattes.cnpq.br/1150673024968512; Medeiros, Suzana Nóbrega de; ; http://lattes.cnpq.br/2148858591663240; Dantas, Ana Lúcia; ; http://lattes.cnpq.br/7211312864602492; Rebouças, Gustavo de Oliveira Gurgel; ; http://lattes.cnpq.br/1748071367144485; Mello, Vamberto Dias de; ; http://lattes.cnpq.br/4851197994170100Nanopartículas bi-magnéticas têm se mostrado promissores em várias aplicações tecnológicas, tais como produção de ímãs permanentes, desenvolvimento de geradores de micro-ondas, nano osciladores e sistemas para gravação magnética. Apresentamos um estudo teórico acerca de nanoestruturas bimagnéticas do tipo núcleo@casca constituída de materiais ferromagnéticos de alta e baixa anisotropia. O presente trabalho analisou nanopartículas com geometria esférica e cilíndrica. Partículas com formato esférico pode ser empregada como peça fundamental na construção de imãs permanentes de alto desempenho, pois podem apresentar melhorias expressivas no produto energético máximo, (BH)max, do sistema. O (BH)max é um parâmetro chave, pois determina se um material é considerado bom para imã permanente. Nossos resultados mostram que o (BH)max pode ser melhorado significativamente, uma partícula SmCo5 com 3,5 nm de diâmetro recoberta por uma casca de Ferro de 2,5 nm de espessura pode apresentar (BH)max cerca de 4 vezes maior que a partícula não recoberta. No entanto, para um núcleo de mesmo material, com diâmetro muito superior e cascas de Ferro relativamente espessas há uma redução do (BH)max que inviabiliza seu uso para a fabricação de ímãs permanentes. Discutiremos nesse trabalho o comportamento do produto energético destes sistemas. Nanoestruturas com geometria cilíndrica apresentam diversas aplicações, como nano osciladores e memórias magnéticas. Dessa forma, conhecer o perfil magnético e o comportamento da magnetização no processo de desmagnetização é de grande relevância. Um cilindro de Permalloy pode com diâmetro de 57,0 nm e altura de 21,0 nm apresentar ao longo de sua curva de magnetização o estado vórtice. A inibição deste estado é relevante para algumas aplicações e pode ser alcançada com a presença de um anel externo de um material com momento magnético elevado. Do mesmo modo, pode apresentar vórtice na curva de magnetização devido a presença do anel magnético. Estudamos ainda os estados magnéticos presentes em anéis devido a interação magnética dipolar com o núcleo.Tese Nucleação de paredes de domínio e produto energético máximo em nanocilindros magnéticos tipo Núcleo@Casca(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2020-03-06) Souza, Rafaela Medeiros de; Carriço, Artur da Silva; ; ; Bohn, Felipe; ; Medeiros, Suzana Nóbrega de; ; Oliveira, Leonardo Linhares; ; Pedrosa, Silas Sarmento;Estruturas ferromagnéticas em geometrias confinadas têm atraído grande interesse, uma vez que o confinamento geométrico abre novas rotas para manipulação de propriedades magnéticas fundamentais exigidas pelas principais aplicações, tais como dispositivos lógicos, sensores magnéticos, nano-osciladores e memórias magnéticas. Neste trabalho, realizou-se primeiramente um estudo teórico do impacto da interação dipolar nas fases magnéticas de nanocilindros retangulares do tipo núcleo@casca. Nossos resultados indicam que a interação dipolar entre o núcleo e a casca é capaz de provocar mudanças significativas nas fases magnéticas do cilindro isolado de Ferro (Fe) e do anel constituído pela liga de Ni80Fe20, conhecida como Permalloy (Py). Mostramos que os parâmetros geométricos do sistema podem ser escolhidos de tal forma a controlar a nucleação de paredes de domínio na casca de Py. É possível, também, ajustar a posição e a largura da parede de domínio utilizando apenas energias magnéticas. Por outro lado, nanopartículas bimagnéticas, que combinam diferentes funcionalidades de dois materiais magnéticos, abrem novas perspectivas para aplicações importantes, como ímãs permanentes, mídia de gravação e hipertermia magnética. Foi realizada uma análise teórica do impacto da composição de nanocilindros bimagnéticos FePt@CoFe2 e FePt@Fe no produto energético máximo (BH)max. O (BH)max é o parâmetro determinante da qualidade de um ímã permanente. A composição ideal é determinada pelas tendências concorrentes entre a energia dipolar e a energia de troca na interface do sistema núcleo@casca. Observou-se que a interação dipolar apresenta um impacto negativo na intensidade do (BH)max para espessuras da casca acima de um valor limite, que depende do material. Os resultados mostram que o melhor material para revestimento do núcleo é aquele que apresenta uma maior rigidez de troca.