Obmennoe smeshchenie v sisteme nanochastits ferrigidrita: rol' obshchey integrirovannoy poverkhnosti dlya konglomerata (klastera) nanochastits

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Исследованы петли магнитного гистерезиса в условиях охлаждения во внешнем поле и в нулевом внешнем поле двух репрезентативных образцов синтетического наноферригидрита с идентичными размерами наночастиц (средний размер ≈ 2.7 нм) и различной степенью их пространственного разделения. Для исходного образца характерна агрегация наночастиц, и после охлаждения во внешнем поле от температуры, превышающей температуру суперпарамагнитной блокировки, наблюдается смещение петли магнитного гистерезиса по оси абсцисс. Для другого образца частицы пространственно разделены путем покрытия их поверхности слоем арабиногалактана, и для этого образца эффекта смещения петли гистерезиса после охлаждения во внешнем поле не наблюдается. Обнаруженный экспериментальный факт проводит к заключению, что одним из важных факторов, определяющих эффект смещения петли гистерезиса систем наночастиц, служит наличие выраженной подсистемы поверхностных спинов, формирующейся при близком контакте частиц, что можно считать своеобразным поверхностным эффектом. Благодаря обменной связи между подсистемой поверхностных спинов (общей для конгломерата частиц) и нескомпенсированными моментами частиц, при охлаждении во внешнем поле возникает дополнительный источник однонаправленной магнитной анизотропии, который и является причиной наблюдаемого эффекта обменного смещения петли магнитного гистерезиса.

References

  1. L. N´eel and C. R. Acad. Sci. Paris 253, 203 (1961).
  2. S. A. Makhlouf, F. T. Parker, and A. E. Berkowitz, Phys. Rev. B 55, R14717 (1997).
  3. A. Punnoose, T. Phanthavady, M. Seehra, N. Shah, and G. Huffman, Phys. Rev. B 69(5), 054425 (2004).
  4. N. J. O. Silva, V. S. Amaral, and L. D. Carlos, Phys. Rev. B 71, 184408 (2005).
  5. S. Mørup, D. E. Madsen, C. Fradsen, C. R. H. Bahl, and M. F. Hansen, J. Phys.: Condens. Matter 19, 213202 (2007).
  6. M. Tadi´c, D. Nikoli´c, M. Panjan, and G. R. Blake, J. Alloys Compd. 647, 1061 (2015).
  7. T. Iimor, Y. Imamoto, N. Uchida, Y. Kikuchi, K. Honda, T. Iwahashi, and Y. Ouch, J. Appl. Phys. 127, 023902 (2020).
  8. A. A. Krasikov, D. A. Balaev, A. D. Balaev, S. V. Stolyar, R. N. Yaroslavtsev, and R. S. Iskhakov, J. Magn. Magn. Mater. 592, 171781 (2024).
  9. W. P. Meiklejohn and C. P. Bean, Phys. Rev. 102, 1413 (1956).
  10. J. Nogues and I. K. Schuller, J. Magn. Magn. Mater. 192, 203 (1999).
  11. J. Nogues, J. Sort, V. Langlais, V. Skumryev, S. Surinach, J. S. Munoz, and M. D. Baro, Phys. Rep. 422, 65117 (2005).
  12. S. Giri, M. Patra, and S. Majumdar, J. Phys.: Condens. Matter 23, 073201 (2011).
  13. M.-H. Phan, J. Alonso, H. Khurshid, P. Lampen-Kelley, S. Chandra, K. S. Repa, Z. Nemati, R. Das, O. Iglesias, and H. Srikanth, Nanomaterials 6, 221 (2016).
  14. V. Skumryev, S. Stoyanov, Y. Zhang, G. Hadjipanayis, D. Givord, and J. Nogu´es, Nature 423, 850 (2003).
  15. C. Martinez-Boubeta, K. Simeonidis, M. Angelakeris, N. Pazos-P´erez, M. Giersig, A. Delimitis L. Nalbandian, V. Alexandrakis, and D. Niarchos, Phys. Rev. B 74, 054430 (2006).
  16. S. K. Sharma, J. M. Vargas, E. De Biasi, F. Beron, M. Knobel, K. R. Pirota, C. T. Meneses, S. Kumar, C. G. Lee, P. G. Pagliuso, and C. Rettori, Nanotechnology 21, 035602 (2010).
  17. Z. Tian, Ch. Zhu, Y. Liu, J. Shi, Zh. Ouyang, Zh. Xia, G. Du, and S. Yuan, J. Appl. Phys. 115, 083902 (2014).
  18. A. Punnoose and M. S. Seehra, J. Appl. Phys. 91, 7766 (2002).
  19. H. Shim, P. Dutta, M. S. Seehra, and J. Bonevich, Solid State Commun. 145, 192 (2008).
  20. M. S. Seehra and A. Punnoose, Solid State Commun. 128, 299 (2003).
  21. A. Punnoose, H. Magnone, and M. S. Seehra, J. Bonevich, Phys. Rev. B 64, 174420 (2001).
  22. S. A. Makhlouf, H. Al-Attar, and R. H. Kodama, Solid State Commun. 145, 1 (2008).
  23. M. S. Seehra, V. Singh, X. Song, S. Bali, and E. M. Eyring, J. Phys. Chem. Solids 71, 1362 (2010).
  24. D. A. Balaev, A. A. Krasikov, A. A. Dubrovskiy, S. I. Popkov, S. V. Stolyar, R. S. Iskhakov, V. P. Ladygina, and R. N. Yaroslavtsev, J. Appl. Phys. 120, 183903 (2016).
  25. N. J. O. Silva, V. S. Amaral, A. Urtizberea, R. Bustamante, A. Millan, F. Palacio, E. Kampert, U. Zeitler, S. de Brion, O. Iglesias, and A. Labarta, Phys. Rev. B 84, 104427 (2011).
  26. Yu. V. Knyazev, D. A. Balaev, S. A. Skorobogatov, D. A. Velikanov, O. A. Bayukov, S. V. Stolyar, R. N. Yaroslavtsev, and R. S. Iskhakov, Phys. Rev. B 107, 115413 (2023).
  27. Yu. V. Knyazev, D. A. Balaev, S. A. Skorobogatov, D. A. Velikanov, O. A. Bayukov, S. V. Stolyar, V. P. Ladygina, A. A. Krasikov, and R. S. Iskhakov, Phys. Met. Metallogr. 125, 377 (2024).
  28. A. A. Krasikov, Yu. V. Knyazev, D. A. Balaev, D. A. Velikanov, S. V. Stolyar, Yu. L. Mikhlin, R. N. Yaroslavtsev, and R. S. Iskhakov, Physica B 660, 414301 (2023).
  29. K. Nadeem, H. Krenn, T. Traussnig, R. Wurschum, D. V. Szabo, and I. Letofsky-Papst, J. Magn. Magn. Mater. 323, 1998 (2011).
  30. C. A. M. Vieira, R. Cabreira Gomes, F. G. Silva, A. L. Dias, R. Aquino, A. F. C. Campos, and J. Depeyrot, J. Phys. Condens. 31, 17580 (2019).
  31. S. H. Masunaga, R. F. Jardim, P. F. P. Fichtner, and J. Rivas, Phys. Rev. B 80, 184428 (2009).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).