基于磁性纳米盘铁磁共振的大磁场范围纳米颗粒频率传感
介观与纳米尺度物理
2016-10-12 v2
摘要
利用有限元微磁模拟，我们研究了具有垂直各向异性的薄磁碟中，其共振磁化动力学如何受与磁性纳米颗粒的静磁耦合影响。我们通过直接磁本征模计算识别碟内的共振模式，并研究其频率与剖面如何被纳米颗粒的杂散磁场改变。我们证明，颗粒可产生碟基模共振频率的偏移，该偏移超过近期研究的自旋矩振荡器器件中的共振线宽。重要的是，模拟所得偏移可在大磁场范围（此处达 1T）内保持。这是因为共振动力学（此处纳米颗粒检测的基础）直接响应纳米颗粒杂散场，即检测不依赖于纳米颗粒引起的磁盘磁基态变化。其后果是，在碟-粒间距较小时，对颗粒的灵敏度高度依赖于模式与颗粒位置；当颗粒正下方局域的强杂散场能作用于碟中正在进行高振幅进动的大部分自旋时，频率偏移达到最大。
引用
@article{arxiv.1604.07277,
title = {Frequency-based nanoparticle sensing over large field ranges using the ferromagnetic resonances of a magnetic nanodisc},
author = {Maximilian Albert and Marijan Beg and Dmitri Chernyshenko and Marc-Antonio Bisotti and Rebecca L. Carey and Hans Fangohr and Peter J. Metaxas},
journal= {arXiv preprint arXiv:1604.07277},
year = {2016}
}
备注
9 pages, 9 figures. Updated version from 31.7.2016 includes minor changes in introduction and sections III.C and III.D (additional information linking the results to real-world bio-sensing devices)