Simulación Monte Carlo del proceso de relajación superficial en nanopartículas de magnetita

RESUMEN: El presente trabajo se enfoca en el proceso de relajación de los átomos de superficie en nanopartículas de magnetita. Con este propósito se simula una nanopartícula de magnetita de 3 nm de diámetro y se monitorea su energía como resultado de los cambios estructurales en función de la temper...

Full description

Autores:
Mazo Zuluaga, Johan
Restrepo Cárdenas, Johans
Labaye, Yvan
Tipo de recurso:
Article of investigation
Fecha de publicación:
2009
Institución:
Universidad de Antioquia
Repositorio:
Repositorio UdeA
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:bibliotecadigital.udea.edu.co:10495/23421
Acceso en línea:
http://hdl.handle.net/10495/23421
Palabra clave:
Nanopartículas
Nanoparticles
Óxido Ferrosoférrico
Ferrosoferric Oxide
Relajación estructural
Rights
openAccess
License
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description RESUMEN: El presente trabajo se enfoca en el proceso de relajación de los átomos de superficie en nanopartículas de magnetita. Con este propósito se simula una nanopartícula de magnetita de 3 nm de diámetro y se monitorea su energía como resultado de los cambios estructurales en función de la temperatura siguiendo un proceso de “simulated annealing”. Para el proceso de optimización energético se implementa el método de Monte Carlo y se calcula la energía del sistema tomando en cuenta potenciales tipo Buckingham para las interacciones de corto alcance que tienen lugar entre pares de iones: O2- - O2-, O2- -Fe3+A, O2- -Fe3+B y O2- -Fe2+B. Se incluye también en el cálculo un potencial Coulombiano que responde por las interacciones de largo alcance, esta contribución a la energía se calcula de manera exacta sobre toda la muestra considerando las interacciones entre todos los posibles pares de iones en el sistema. Finalmente se presentan resultados de las funciones de distribución radial y angular antes y después del proceso de relajación
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Para el proceso de optimización energético se implementa el método de Monte Carlo y se calcula la energía del sistema tomando en cuenta potenciales tipo Buckingham para las interacciones de corto alcance que tienen lugar entre pares de iones: O2- - O2-, O2- -Fe3+A, O2- -Fe3+B y O2- -Fe2+B. Se incluye también en el cálculo un potencial Coulombiano que responde por las interacciones de largo alcance, esta contribución a la energía se calcula de manera exacta sobre toda la muestra considerando las interacciones entre todos los posibles pares de iones en el sistema. Finalmente se presentan resultados de las funciones de distribución radial y angular antes y después del proceso de relajaciónABSTRACT: This study is focused on the relaxation process for atoms in the surface of magnetite nanoparticles. To fulfill this purpose we simulate a magnetite nanoparticle 3 nm in diameter, and register its energy, as a function of temperature, resulting from structural changes by following a simulated annealing process. For the energetic optimization process a Monte Carlo method is implemented and the system energy, involving Buckingham potentials for short-range interactions taking place for O2- - O2-, O2- -Fe3+ A, O2- -Fe3+ B and O2- -Fe2+ B pairs, is computed. A Coulombian potential, for taking into account longrange interactions, is also included in this calculation. Such a contribution is computed exactly, over the complete sample, by counting interactions between all possible pairs in the system. Finally, results on the radial and angular distribution functions, before and after the relaxation process, are presented.COL0010789COL0008138COL00125893application/pdfspaSociedad Colombiana de FísicaGrupo de Estado SólidoGrupo de Magnetismo y SimulaciónInstrumentación Científica y MicroelectrónicaBogotá, Colombiainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/articlehttp://purl.org/coar/resource_type/c_2df8fbb1https://purl.org/redcol/resource_type/ARTArtículo de investigaciónhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://creativecommons.org/licenses/by/2.5/co/http://purl.org/coar/access_right/c_abf2https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/Simulación Monte Carlo del proceso de relajación superficial en nanopartículas de magnetitaNanopartículasNanoparticlesÓxido FerrosoférricoFerrosoferric OxideRelajación estructuralRev. colomb. fis.Revista Colombiana de Física116118411CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8927http://bibliotecadigital.udea.edu.co/bitstream/10495/23421/2/license_rdf1646d1f6b96dbbbc38035efc9239ac9cMD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748http://bibliotecadigital.udea.edu.co/bitstream/10495/23421/3/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD53ORIGINALMazoJohan_2009_SimulacionMonteCarlo.pdfMazoJohan_2009_SimulacionMonteCarlo.pdfArtículo de investigaciónapplication/pdf226009http://bibliotecadigital.udea.edu.co/bitstream/10495/23421/4/MazoJohan_2009_SimulacionMonteCarlo.pdf5337ffb901f095569a1d344bd7d1c2e6MD5410495/23421oai:bibliotecadigital.udea.edu.co:10495/234212022-01-20 15:54:52.539Repositorio Institucional Universidad de Antioquiaandres.perez@udea.edu.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