Struktura i wÅaÅciwoÅci magnetyczne - Instytut Fizyki PAN
Struktura i wÅaÅciwoÅci magnetyczne - Instytut Fizyki PAN
Struktura i wÅaÅciwoÅci magnetyczne - Instytut Fizyki PAN
- No tags were found...
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
w układach cząstek niemających ze sobą bezpośredniego kontaktu, stanowiąc źródło frustracji<br />
<strong>magnetyczne</strong>j oraz niekolinearnych struktur spinowych, mogą prowadzić do efektów<br />
zamraŜania typu szkła spinowego / klasterowego w niskich temperaturach (zobacz<br />
podrozdziały 2.5.1 i 12.1). Natomiast, w próbkach skonsolidowanych, w których cząstki<br />
stykają się ze sobą, główną rolę odgrywać mogą sprzęŜenia o charakterze wymiennym<br />
prowadzące do redukcji anizotropii efektywnej i miękkich właściwości magnetycznych.<br />
2.2 Cząstki jednodomenowe<br />
Przy zmniejszaniu rozmiaru materiału ferro<strong>magnetyczne</strong>go, istnieje pewna objętość<br />
krytyczna, poniŜej której powstanie struktury domenowej (w następstwie minimalizacji<br />
całkowitej energii <strong>magnetyczne</strong>j) nie jest korzystne. Ma to miejsce wtedy, gdy zysk<br />
energetyczny wynikający z podziału na domeny, jest równy zuŜyciu energii na wytworzenie<br />
ścianek domenowych. Materiał taki staje się wówczas jednorodnie namagnesowany, a jego<br />
właściwości <strong>magnetyczne</strong> opisywać moŜna w układzie jednodomenowym, zamiast<br />
w układzie pojedynczych atomów w obrębie jednej domeny <strong>magnetyczne</strong>j. W przypadku<br />
sferycznych cząstek, krytyczny rozmiar dla zachowania jednodomenowego materiałów<br />
ferromagnetycznych jest szacowany na 10 – 800 nm, na przykład dla Fe wynosi on 15 nm<br />
[36 i Ref. tam zawarte].<br />
Jednodomenową cząstkę ferromagnetyczną (o objętości V oraz magnetyzacji<br />
nasycenia M S ) moŜna przedstawić modelowo, jako charakteryzującą się wypadkowym<br />
momentem magnetycznym |µ| = M S V. Moment ten pochodzi od momentów magnetycznych<br />
zawartych w niej atomów, sprzęŜonych ferromagnetycznym oddziaływaniem wymiany [33]<br />
(siła tego oddziaływania jest równowaŜna polu wymiany o natęŜeniu ~ 10 7 Oe [37 str. 480]).<br />
W nieobecności pola <strong>magnetyczne</strong>go, moment ten jest skierowany wzdłuŜ osi łatwej,<br />
wyznaczonej przez całkowitą anizotropię magnetyczną cząstki [34].<br />
Przejściu od stanu wielodomenowego do jednodomenowego towarzyszy znaczny<br />
wzrost pola koercji H C . Związane jest to ze zmianą mechanizmu przemagnesowania, które dla<br />
cząstek wielodomenowych odbywa się głównie przez ruch ścian domenowych, podczas gdy<br />
dla cząstek jednodomenowych - poprzez procesy rotacyjne [33, 35].<br />
2.3 Anizotropia magnetyczna małych cząstek<br />
Anizotropia magnetyczna jest jednym z czynników determinujących właściwości<br />
materiałów magnetycznych, a w szczególności kształt krzywych magnesowania M(H).<br />
6