Cinética de dominios de sistemas magnéticos : aplicación al desarrollo de sensores magnéticos

Abstract

En este trabajo se ha desarrollado un estudio teórico, mediante simulaciones numéricas, para predecir el comportamiento de un material ferromagnético en función de la temperatura y el campo magnético. Se han utilizado métodos de Monte Carlo para predecir la cinética de los dominios magnéticos y se han estudiado los efectos de histéresis que resultan al aplicar un campo magnético externo. El estudio se ha realizado teniendo en cuenta la energía de canje. Siendo este un término de origen cuántico, se ha considerado el ferromagnetismo desde este punto de vista, basado en las propiedades de simetría de las funciones de onda de los electrones. Se ha realizado una simulación del comportamiento del sistema en la transición de fase, tanto en dos como en tres dimensiones. En este último caso se ha considerado una red cúbica centrada en el cuerpo, y se han representado las variables termodinámicas en función de la temperatura. Asimismo, se ha realizado un trabajo experimental, induciendo distintas anisotropías en materiales ferromagnéticos. Los resultados obtenidos en las simulaciones han permitido optimizar el comportamiento de materiales ferromagnéticos, para su aplicación tecnológica y el desarrollo de nuevos sensores y dispositivos de medida. Los resultados experimentales obtenidos se han utilizado para el desarrollo de sensores basados en anisotropía y dispositivos electromecánicos. ----------ABSTRACT---------- In this PhD thesis was to develop a theoretical study through numerical simulations to predict the behavior of a ferromagnetic material as a function of temperature and magnetic field. Have been used Monte Carlo methods to predict the kinetics of the magnetic domains and have been studied and hysteresis effects which result when applying an external magnetic field. The study was carried out taking into account the energy exchange, this being a term of quantum origin, ferromagnetism has been considered from this perspective, based on the symmetry properties of the wave function of the electrons. There has been a simulation of system behavior at the phase transition, both in two and three dimensions. In the latter case a cubic body-centered network has been considered, and the thermodynamic variables were shown as a function of temperature. Also, experimental work has been performed by inducing different anisotropies in ferromagnetic materials. The results of the simulations have allowed optimize the behavior of ferromagnetic materials for technological application and development of new sensors and measurement devices. The experimental results have been used for deployment in sensors based in anisotropy and electromechanical devices.