Surface anisotropy in ferromagnetic nanoparticles
Anisotropie de surface dans les nanoparticules ferromagnétiques
Résumé
The effect of surface anisotropy on the magnetic ground state of a ferromagnetic nanoparticle is investigated using atomic Monte Carlo simulation for spheres of radius R=6a and R=15a, where a is the interatomic spacing. It is found that the competition between surface and bulk magnetocrystalline anisotropy imposes a ‘‘throttled’’ spin structure where the spins of outer shells tend to orient normal to the surface while the core spins remain parallel to each other. For large values of surface anisotropy, the spins in sufficiently small particles become radially oriented either inward or outward in a ‘‘hedgehog’’ configuration with no net magnetization. Implications for FePt nanoparticles are discussed
L'effet de l'anisotropie de surface sur l'état fondamental magnétique d'une nanoparticule ferromagnétique est étudié à l'aide d'une simulation atomique de Monte Carlo pour des sphères de rayon.
R=6a et R=15a où a est l'espacement interatomique. On constate que la compétition entre l'anisotropie magnétocristalline de surface et celle de masse impose une structure de spin « étranglée » dans laquelle les spins des coques externes ont tendance à s'orienter perpendiculairement à la surface tandis que les spins du noyau restent parallèles les uns aux autres. Pour de grandes valeurs d'anisotropie de surface, les spins des particules suffisamment petites s'orientent radialement vers l'intérieur ou vers l'extérieur dans une configuration en « hérisson » sans magnétisation nette. Les implications pour les nanoparticules de FePt sont discutées.