Struktura i właściwości magnetyczne - Instytut Fizyki PAN

M (emu/g)
6,5
6,0 FC
5,5
5,0 ZFC
próbka I
4,5
0,080
0,072 FC
0,064
0,056 ZFC
próbka II
0,048
0 50 100 150 200 250 300
T (K)
Rys. 69. Temperaturowe zaleŜności magnetyzacji ZFC-FC zmierzone dla próbek I i II w polu
magnetycznym 100 Oe.
Pętle histerezy, zmierzone dla obu próbek w róŜnych temperaturach, pozwoliły na
wyznaczenie temperaturowych zaleŜności koercji H C (T). Przedstawiono je na rysunku 70 (a),
na którym widać, Ŝe wartość H C obu próbek znacznie przewyŜsza H C ~ 180 Oe – to jest
wartość oszacowaną dla nieoddziałujących, sferycznych cząstek Fe w modelu Stonera –
Wohlfartha (z uŜyciem anizotropii kubicznej K = 4.7 × 10 5 erg/cm 3 oraz magnetyzacji
nasycenia M S i gęstości ρ objętościowego Ŝelaza: M S = 221.89 emu/g; ρ = 7.87 g/cm 3 ).
Tak duŜa koercja próbek I i II moŜe być następstwem: (i) magnetycznego nieporządku
w zewnętrznych powłokach tlenkowych nanocząstek Fe, jak równieŜ (ii) oddziaływań
dipolowych pomiędzy cząstkami. Nieuporządkowane warstwy powierzchniowe są nie tylko
źródłem anizotropii powierzchniowej i stanowią liczne centra kotwiczenia momentów
magnetycznych rdzeni cząstek w procesie ich przemagnesowania, ale równieŜ mogą osłabiać
międzycząstkowe sprzęŜenie wymienne, co sprawia, Ŝe oddziaływania te mają głównie
charakter magnetostatyczny.
Dla próbek I i II, w zakresie temperatury T = 5 – 300 K, wyznaczono takŜe stosunek
ich remanencji do magnetyzacji nasycenia, a otrzymane w ten sposób zaleŜności M r /M S (T)
pokazano na rysunku 70 (b). Dla obu próbek widać, Ŝe ze wzrostem temperatury
M r /M S początkowo rośnie. Podobnie, początkowy wzrost magnetyzacji dostrzec moŜna takŜe
w temperaturowych zaleŜnościach M FC (T) (rysunek 69). Zachowanie takie moŜe wynikać
z niekolinearnej struktury spinowej zewnętrznych powłok tlenkowych nanocząstek Fe [13]
125