Kristal alan ve kuadratik etkileşmeli nanoparçacığın spin-1 modelinin çift yaklaşım yöntemi ile incelenmesi
Künye
Özüm, S. (2010). Kristal alan ve kuadratik etkileşmeli nanoparçacığın spin-1 modelinin çift yaklaşım yöntemi ile incelenmesi (Yüksek Lisans Tezi)Özet
Bu tez çalışmasında; bilineer, kuadratik ve kristal alan etkileşmeli spin–1 Ising modelleri ile
incelenen nanoparçacığın manyetik özellikleri incelendi. Nanoparçacık içindeki spinler
sırasıyla; çekirdek, ara yüzey ve yüzey olmak üzere üç bölgeye ayrıldı. Ising modeli için
kullanılan Hamiltoniyen; bilineer, kuadratik ve kristal alan etkileşmeli tek nanoparçacık için
genel anlamda yazıldıktan sonra her üç bölgeyi de kapsayacak şekilde genişletildi. Çift
yaklaşım; bilineer, kuadratik ve kristal alan Hamiltoniyenli spin–1 Ising modeline
uygulanarak denklemler türetildi. Serbest enerji ifadesi kabuk ve öz (core-shell
nanoparçacık) için detaylıca elde edildi. Farklı çap ve sıcaklık değerleri için bilineer,
kuadratik ve kristal alan etkileşmeli homojen ve heterojen nanoparçacığın manyetik
özellikleri incelendi. Uygulanan dış manyetik alanın, kuadratik ve kristal alanın farklı
değerleri için mıknatıslanmanın sıcaklığa göre gelişimi ve heterojen nanoparçacık için
histerezis eğrileri elde edildi. Bilineer, kristal alan ve kuadratik etkileşmeli homojen ve
heterojen tek nanoparçacık için kalıcı mıknatıslanmanın nanoparçacığın yarıçapına göre
değişimi detaylıca araştırıldı.
Ising modelleri, ilk olarak ferromanyetizma için kurulmuş ve daha sonra da değişik manyetik
sistemler için geliştirilmiş modellerden birisidir. Bu modelleri ve kullanım alanlarını
iii
genişletmeye yönelik her teorik çalışma öncelikle manyetik nanoparçacık sistemleri,
nanomıknatıslar, manyetik ince filmler, manyetik akışkanlar v.b. gibi birçok teknolojik
öneme sahip araştırma alanlarında yapılan deneysel çalışmalara ve bu çalışmalarda elde
edilen önemli bulgulara ışık tutmaktadır. Yapılan bu tez; tezde kullanılan çift yaklaşım
yönteminin nanoparçacıklara uygulanması yapılabilecek farklı teorik çalışmalara taban
oluşturmuştur. Deneysel olarak elde edilmesi çok kolay olmayan kabuk-çekirdek
nanoparçacıkların manyetik özelliklerinin teorik olarak önceden incelenmesine fırsat
sağlamaktadır. Manyetik nanoparçacık sistemlerin DNA’lara tutturulması, zararlı
moleküllerin tespit ve teşhisinde, biyo-medikal alanda son derece kullanım fırsatı sunduğu
için bunların modellenmelerinde kolaylık sağlamaktadır. In this thesis; bilinear, quadratic and crystal field interactions of spin–1 Ising model was
studied to investigate the magnetic properties of noninteracting monodomain nanoparticles.
The Ising spins in three parts that are core, core-surface, and surface within the nanoparticle
were incorporated. After the Hamiltonian which is used for Ising model was written
genereally, it was written for three parts. Equations were solved for core-shell nanoparticle
by using the pair approximation for bilinear, quadratic and crystal field interactions
Hamiltonian of spin–1 Ising model. The free energy was calculated for core-shell
nanoparticle. Magnetic properties were studied for bilinear, quadratic and crystal field
interactions of homogeneous and composite nanoparticles for different values of temperature
and diameter. Hysteresis loops of the homogeneous and composite system were plotted for
different values of magnetic field and quadratic and crystal field values. The coercive field
and its linear fit to the data were plotted as a function of radius of ferromagnetic
nanoparticles.
The Ising model is firstly used for ferromagnetism and then is advanced for different
magnetic systems. The theoretical studies are show the way for these models before all else
magnetic nanoparticle systems, nanomagnet, magnetic thin film, magnetic fluid etc. a lot of
vi
important technological experimental studies. This thesis is important because of the method
which we used sets good example for other theorical studies. It provides opportunity to
examine prior to magnetic properties of core-shell nanoparticles which are difficult to get by
experimental studies. It offers the opportunity for magnetic nanoparticle systems to keep the
DNA, detection and identification of harmful moleculs, in the bio-medical fields, so it gets
an extremely convenient of their modellings.
Koleksiyonlar
- Tez Koleksiyonu [29]