梯度场中磁性纳米颗粒团簇所受作用力：朗之万动力学研究

采用朗之万动力学模拟方法，数值研究了恒定梯度弱磁场中由单畴纳米颗粒组成的刚性球状团簇所受的磁泳力。纳米颗粒在团簇体积内随机均匀分布，并通过长程偶极-偶极相互作用相互耦合。模拟表明，若团簇内颗粒总数保持不变，由于团簇内部产生退磁场，作用力随纳米颗粒浓度增加而减小。数值所得作用力值可极精确地由修正平均场理论描述，该理论此前已成功用于描述多种偶极介质。在此理论框架内，推导出一个新表达式，将团簇的磁泳迁移率与纳米颗粒浓度及其偶极耦合参数相关联。该式表明，若团簇内颗粒数固定，迁移率是浓度的非单调函数。确定了在给定磁性相总量和给定偶极耦合参数下使迁移率最大的最优浓度值。