Manyetik malzemelerin mıknatıslanma mekanizmalarının iki boyutlu Ising modeliyle incelenmesi

Abstract

Ferromanyetik malzemelerin başta algılayıcı uygulamaları olmak üzere mühendislik uygulamalarında önemli yere sahip olduğu bilinmektedir. Daha hassas ve güvenilir algılayıcıların geliştirilmesi açısından, bu malzemelerin mıknatıslanma mekanizmalarının anlaşılması gerekmektedir. Bitter-Kolloid ve Kerr etkisi gibi çeşitli yöntemler kullanılarak gözlenebilen manyetik domain yapıların aynı zamanda modelleme çalışmalarının yapılması, mıknatıslanma mekanizmalarının daha iyi anlaşılmasına imkân tanımaktadır. Bu çalışmada, ferromanyetik katılarda yer alan manyetik domain sistemlerinin mıknatıslanma mekanizmalarının modellenmesi, iki boyutlu Ising model ve Monte Carlo modelleme tekniği kullanılarak yapılmıştır. Sıcaklık ve manyetik alanın manyetizasyon süreci üzerindeki etkileri modellenerek incelenmiştir. Simulasyonda atomik manyetik momentlerin ferromanyetik domainler içinde sıralanmaları, ferromanyetik malzemenin ısıtıldığı zaman Curie sıcaklığında paramanyetik malzemeye geçişi, manyetik alanın ferromanyetik domainlere ve paramanyetik fazda bulunan sisteme etkileri çalışılmıştır.

It is possible to use ferromagnetic materials for many engineering applications such as sensors and transducers. Due to this, understanding of the magnetization processes of ferromagnetic materials is very important issue to improve sensitivity, repeatability and linearity for sensor applications. Magnetization process of magnetic domains can be observed using various methods like colloidal technique and Kerr effect. Magnetization process of the ferromagnetic systems could be more understandable with simulation study. In this study, the simulation of magnetisation process on magnetic domains has been studied by using two-dimensional Ising model and Monte Carlo simulation technique. The effect of temperature and external magnetic field on magnetisation process were simulated and investigated. In simulation, ordering of magnetic moments in ferromagnetic domains, transition of ferromagnetic matter to paramagnetic matter when it is heated, the effect of magnetic field to ferromagnetic domains and paramagnetic matter were studied.