磁性纳米颗粒系统的场依赖磁弛豫时间：基于数值模拟支持的分析近似

许多关于磁性纳米颗粒系统磁弛豫时间的估计忽略了外加场强的影响。尽管磁性纳米颗粒的许多应用涉及外加场作用下的弛豫动力学。本文通过数学推导，建立了外加场中单畴球形磁性纳米颗粒场依赖 Brownian 弛豫时间的解析近似。通过将其与现有的经验导出表达式进行比较，以及与允许颗粒旋转的颗粒级模拟进行比较，验证了该表达式。我们的近似对于较大颗粒尤为有效。随后，我们利用所建立的表达式，在 Brownian 和 Néel 弛豫机制同时作用时，解析计算了总磁弛豫时间。我们再次表明，结果与使用颗粒级模拟（此次同时允许颗粒旋转和内部磁化动力学）得到的结果相匹配。然而，对于某些颗粒参数和强场强，我们的模拟表明 Brownian 和 Néel 弛豫机制是解耦的，此时将它们结合起来计算总弛豫时间是不合适的。