Desenvolvimento de um sistema eletrônico de magnetometria de efeitos oscilantes aplicada a materiais magnetoativos

Abstract

A análise de materiais magnetoativos, como o BiFeO3, exige técnicas experimentais avançadas para compreender suas propriedades sob a influência de campos magnéticos. Uma abordagem promissora é a magnetometria de efeitos oscilantes, que utiliza campos magnéticos modulados para excitar as amostras e analisar suas respostas. Técnicas clássicas empregam sistemas compostos por bobinas e eletroímãs, integrados a circuitos eletrônicos que geram sinais magnéticos precisos. Bobinas de Helmholtz, por exemplo, são amplamente utilizadas para produzir campos homogêneos, enquanto eletroímãs reforçam a intensidade do campo aplicado. Essas configurações têm sido exploradas em diversos estudos para investigar efeitos magnetoativos, magneto-ópticos e outras interações magnéticas. Neste trabalho, foi desenvolvido e validado um sistema eletrônico voltado à aplicação da técnica de magnetometria de efeitos oscilantes. O sistema é composto por bobinas de Helmholtz calibradas para gerar campos homogêneos e eletroímãs alimentados por uma fonte DC para aumentar a intensidade dos campos. As bobinas foram projetadas e construídas com fio AWG 16 e carretéis personalizados, suportando correntes de até 3,7 A. Um gerador de funções foi integrado para modular o campo magnético, enquanto um osciloscópio monitorou as respostas experimentais das amostras posicionadas em um guia de onda central. A validação experimental foi realizada utilizando amostras de BiFeO3, submetidas a campos magnéticos oscilantes com formas de onda senoidais e pulsadas. Os dados coletados, incluindo variações de tensão e potência, foram processados em software especializado para análise quantitativa. Os resultados indicaram alterações significativas nas propriedades magnéticas das amostras, destacando o potencial do sistema para explorar novos efeitos magnetoativos. O desenvolvimento deste sistema representa um avanço significativo na aplicação da magnetometria de efeitos oscilantes, oferecendo uma plataforma robusta para estudos em materiais multiferroicos e suas aplicações tecnológicas.