Contents
Part I Fundamentals and Theory
1 Single Nanomagnet Behaviour: Surface and Finite-Size
Effects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
Òscar Iglesias and Hamid Kachkachi
1.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
1.1.1 Finite-Size Versus Boundary Effects . . . . . . . . . . . . . .
4
1.2 Basic Theoretical Models and Computing Tools . . . . . . . . . . . .
6
1.2.1 Macrospin Approach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7
1.2.2 Many-Spin Approach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
1.3 Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.3.1 Finite-Size Effects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.3.2 Effects of Shape and Surface Anisotropy . . . . . . . . . . . 21
1.4 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2 Interparticle Interactions: Theory and Mesoscopic
Modeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Marianna Vasilakaki, George Margaris, and Kalliopi Trohidou
2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.2 Case Studies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2.2.1 Case Study 1: Magnetic Behavior of Nanoparticle
Assemblies: Interplay of Nanoparticles Morphology
(Core/Surface and Core/Shell) with the Interparticle
Interactions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2.2.2 Case Study 2: Magnetic Behavior of Nanoparticle
Assemblies: Effect of Assemblies Morphology
(Nanoparticles Clustering) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
2.2.3 Case Study 3: Effect of an AFM Matrix in the
Magnetic Behavior of Magnetic Nanoparticle
Assemblies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
vii
Part I Fundamentals and Theory
1 Single Nanomagnet Behaviour: Surface and Finite-Size
Effects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Òscar Iglesias and Hamid Kachkachi
1.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1.1.1 Finite-Size Versus Boundary Effects . . . . . . . . . . . . . .
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1.2 Basic Theoretical Models and Computing Tools . . . . . . . . . . . .
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1.2.1 Macrospin Approach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1.2.2 Many-Spin Approach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1.3 Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.3.1 Finite-Size Effects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.3.2 Effects of Shape and Surface Anisotropy . . . . . . . . . . . 21
1.4 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2 Interparticle Interactions: Theory and Mesoscopic
Modeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Marianna Vasilakaki, George Margaris, and Kalliopi Trohidou
2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.2 Case Studies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2.2.1 Case Study 1: Magnetic Behavior of Nanoparticle
Assemblies: Interplay of Nanoparticles Morphology
(Core/Surface and Core/Shell) with the Interparticle
Interactions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2.2.2 Case Study 2: Magnetic Behavior of Nanoparticle
Assemblies: Effect of Assemblies Morphology
(Nanoparticles Clustering) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
2.2.3 Case Study 3: Effect of an AFM Matrix in the
Magnetic Behavior of Magnetic Nanoparticle
Assemblies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
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