Struktura i właściwości magnetyczne - Instytut Fizyki PAN

Rozdział 15
Wpływ ośrodka, w którym znajdują się nanocząstki na ich
właściwości magnetyczne - na przykładzie cząstek Fe
W rozdziale tym przedstawione zostaną wyniki badań właściwości magnetycznych
dwóch róŜnych układów, zawierających nanocząstki Fe. Dla ułatwienia dalszego opisu,
próbkę proszkową, zawierającą ,,swobodne” nanocząstki Fe, nazywać będziemy próbką I,
a materiał kompozytowy - w postaci nanocząstek Fe umieszczonych w nieorganicznej
matrycy SiO 2 - próbką II [11, 12].
Z uwagi na to, Ŝe w procesie wytwarzania materiału kompozytowego uŜyto gotowych
nanocząstek Fe - otrzymanych wcześniej w procesie naparowania gazowego - morfologia
oraz rozmiar tych cząstek w próbce II były takie same, jak w próbce I (patrz podrozdział 8.3
oraz rozdział 10). W obu próbkach (I i II) cząstki oddziaływały ze sobą i skupione były
w obrębie aglomeratów. JednakŜe w próbce II zasięg przestrzenny aglomeratów
oddziałujących cząstek Fe determinowany był dodatkowym elementem strukturalnym –
porowatością matrycy krzemowej - i ograniczał się do rozmiarów tych porów (zobacz zdjęcia
TEM porowatej struktury aerogelu krzemowego (rys. 67) oraz matrycy krzemowej,
zawierającej aglomeraty cząstek Fe we wnętrzu swych porów (rys. 68)).
Rysunek 69 przedstawia temperaturowe zaleŜności magnetyzacji ZFC-FC zmierzone
dla obu próbek w polu magnetycznym 100 Oe, w zakresie temperatury T = 5 – 300 K.
Krzywe ZFC-FC dla próbki I były juŜ co prawda pokazane i omawiane wcześniej
(w podrozdziale 12.1), jednak zestawiono je tutaj z krzywymi ZFC-FC zmierzonymi dla
próbki II w celu ułatwienia ich porównania.
O ile charakterystyki M ZFC (T)-M FC (T) otrzymane dla próbki I są typowe dla układu
oddziałujących cząstek i pozbawione oznak relaksacji superparamagnetycznych, o tyle
krzywe ZFC-FC dla próbki II wskazują na znaczny wzrost efektów fluktuacji termicznych,
co przejawia się w bardzo szerokim maksimum w krzywej ZFC. MoŜe ono świadczyć
123