Impedância no Sistema Magnético Re-entrante AuFe 18 at% - if
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Universidade Federal do Rio Grande do Sul Instituto de Física Pós-Graduação em Física Impedância no Sistema Magnético Re-entrante AuFe 18 at% Reginaldo Barco Orientador: Paulo Pureur Neto Co-orientador: Gilberto L. F. Fraga Impedância no Sistema Magnético Re-entrante AuFe 18 at% OBJETIVO Estudar as propriedades magnéticas do sistema AuFe 18 at% UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul Instituto de Física – Pós-Graduação em Física Impedância no Sistema Magnético Re-entrante AuFe 18 at% INTRODUÇÃO Impedância, Z (,T,H), é a função resposta de um material condutor submetido a uma corrente alternada, I (), tal que: V(,T,H) = Z (,T,H) . I () onde V é diferença de potencial entre dois pontos na superfície do material; =2f é a frequência angular; T é a temperatura e H é o campo magnético aplicado externamente. UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul Instituto de Física – Pós-Graduação em Física Impedância no Sistema Magnético Re-entrante AuFe 18 at% INTRODUÇÃO Impedância é uma quantidade complexa: Z=R-iX onde R é a resistência e X é a reatância. UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul Instituto de Física – Pós-Graduação em Física Impedância no Sistema Magnético Re-entrante AuFe 18 at% INTRODUÇÃO A partir do caso particular das equações de Maxwell: E 0 ; H 0 ; E H ; H E t e das relações fenomenológicas: J E e B H onde: J é a densidade de corrente; é a condutividade elétrica e é a permeabilidade magnética. UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul Instituto de Física – Pós-Graduação em Física Impedância no Sistema Magnético Re-entrante AuFe 18 at% INTRODUÇÃO Obtém-se a impedância para um condutor cilíndrico de raio a e comprimento l : L. D. Landau, E. M. Lifschitz, Eletrodynamics of Continous Media (1960) Y0 ka 1 l 1 i Z Rdc ka onde Rdc 2 ; k 2 Y1 ka a Em que: Y0, Y1 são funções de Bessel de primeira espécie; UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul Instituto de Física – Pós-Graduação em Física Impedância no Sistema Magnético Re-entrante AuFe 18 at% INTRODUÇÃO O comprimento de penetração do “efeito pele” (skin effect) é dado por: 1 0 f A impedância de materiais magnéticos é fortemente dependente da permeabilidade magnética do material que por sua vez, pode depender da temperatura, frequência e campo magnético externo (magnetoimpedância) UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul Instituto de Física – Pós-Graduação em Física Impedância no Sistema Magnético Re-entrante AuFe 18 at% INTRODUÇÃO Dependência da impedância em relação a frequência: 1 a 4 R Rdc 1 ... 48 1 a 2 X Rdc ... 4 1 0 f UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul Instituto de Física – Pós-Graduação em Física Impedância no Sistema Magnético Re-entrante AuFe 18 at% TÉCNICA EXPERIMENTAL As medidas de impedância são realizadas com a técnica de quatro pontos. UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul Instituto de Física – Pós-Graduação em Física Impedância no Sistema Magnético Re-entrante AuFe 18 at% TÉCNICA EXPERIMENTAL Um gerador de funções faz com que a corrente atravesse o material e a resposta (d.d.p.) é lida por um lock-in conectado a um computador, via GPIB, que armazena as informações. UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul Instituto de Física – Pós-Graduação em Física Impedância no Sistema Magnético Re-entrante AuFe 18 at% TÉCNICA EXPERIMENTAL A amostra é colocada no criostato tipo displex. A temperatura pode variar entre 10 e 300K; O campo magnético externo entre 0 e 500Oe; A frequência da corrente de excitação entre 0 e 2MHz. UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul Instituto de Física – Pós-Graduação em Física Impedância no Sistema Magnético Re-entrante AuFe 18 at% SISTEMA RE-ENTRANTE AuFe (B.R. Coles et al., Phyl. Mag, 1978) UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul Instituto de Física – Pós-Graduação em Física Impedância no Sistema Magnético Re-entrante AuFe 18 at% SISTEMA RE-ENTRANTE AuFe AuFe 18 at% ZFC FC 0,020 Magnetização (emu) campo 20 gauss 0,015 TK 0,010 TC 0,005 0,000 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 Temperatura (K) UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul Instituto de Física – Pós-Graduação em Física Impedância no Sistema Magnético Re-entrante AuFe 18 at% RESULTADOS 100Hz 10kHz 100kHz 500kHz 1.0MHz 1.4MHz 1.8MHz Resistência () 0,06 0,04 0,02 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 Temperatura (K) UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul Instituto de Física – Pós-Graduação em Física Impedância no Sistema Magnético Re-entrante AuFe 18 at% RESULTADOS 100Hz 10kHz 100kHz 500kHz 1.0MHz 1.4MHz 1.8MHz 0,10 Reatância () 0,08 0,06 0,04 0,02 0,00 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 Temperatura (K) UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul Instituto de Física – Pós-Graduação em Física Impedância no Sistema Magnético Re-entrante AuFe 18 at% RESULTADOS 1.8MHz 0 gauss 50 gauss 10 gauss 100 gauss 20 gauss 150 gauss 0,07 Resistência () 0,06 0,05 0,04 0,03 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 Temperatura (K) UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul Instituto de Física – Pós-Graduação em Física Impedância no Sistema Magnético Re-entrante AuFe 18 at% RESULTADOS Reatância () 0,10 0,08 1.8MHz 0 gauss 50 gauss 10 gauss 100 gauss 20 gauss 150 gauss 0,06 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 Temperatura (K) UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul Instituto de Física – Pós-Graduação em Física Impedância no Sistema Magnético Re-entrante AuFe 18 at% RESULTADOS 80Hz 100kHz 1.0MHz 1.8MHz Resistência () 0,08 0,06 0,04 0,02 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 Temperatura (K) UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul Instituto de Física – Pós-Graduação em Física 240 Impedância no Sistema Magnético Re-entrante AuFe 18 at% RESULTADOS 80Hz 100kHz 1.0MHz 1.8MHz 0,08 Reatância () 0,06 0,04 0,02 0,00 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 Temperatura (K) UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul Instituto de Física – Pós-Graduação em Física 240 Impedância no Sistema Magnético Re-entrante AuFe 18 at% RESULTADOS 100KHz 0 gauss 20 gauss 50 gauss Resistência () 0,03 0,02 0,01 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 Temperatura (K) UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul Instituto de Física – Pós-Graduação em Física 240 Impedância no Sistema Magnético Re-entrante AuFe 18 at% RESULTADOS 100kHz 0 gauss 20 gauss 50 gauss Reatância () 0,02 0,01 0,00 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 Temperatura (K) UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul Instituto de Física – Pós-Graduação em Física Impedância no Sistema Magnético Re-entrante AuFe 18 at% RESULTADOS 0,10 0.1 mm (100Hz) 1.2 mm (80Hz) 0,06 0,08 Impedância () 0,04 Impedância () 1.0MHz (0.1mm) 1.0MHz (1.2mm) 0,02 0,008 0,06 0,04 0,006 0,02 0,004 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 20 40 60 80 Temperatura (K) 100 120 140 160 180 200 220 240 Temperatura (K) 100kHz - Impedância 0,08 1.8MHz 0.1 mm 1.2 mm 0,12 0,06 0,10 Impedância () Impedância () 0,1 mm 1,2 mm 0,04 0,08 0,06 0,02 0,04 0,00 20 40 60 80 100 120 140 160 Temperatura (K) 180 200 220 240 20 40 60 80 100 120 140 160 Temperatura (K) UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul Instituto de Física – Pós-Graduação em Física 180 200 220 240 Impedância no Sistema Magnético Re-entrante AuFe 18 at% BIBLIOGRAFIA Fraga, G. L. F, Borba, L. A., Pureur P., Impedance and initial magnetic permeability of the Heusler compounds Pd2MnSn and Pd2MnSb near the Curie temperature, Physical Review B, 74, , (2006) UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul Instituto de Física – Pós-Graduação em Física
