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.
Magnetyzacja takiego układu cząstek jest sumą przyczynków typu L(µH/k B T) z funkcją<br />
rozkładu wielkości cząstek f(D) w roli czynnika wagowego [33]:<br />
∞<br />
⎛ µ H ⎞<br />
M ( T,<br />
H ) = Nµ ∫ L<br />
⎜ f ( D)<br />
dD<br />
k<br />
BT<br />
⎟<br />
(2.4.16)<br />
0 ⎝ ⎠<br />
Cząstki superpara<strong>magnetyczne</strong> w polu magnetycznym wykazują magnetyzację<br />
nasycenia, ale brak histerezy <strong>magnetyczne</strong>j [35]. Z uwagi na to, Ŝe moment magnetyczny<br />
pojedynczej cząstki |µ| = V M S jest duŜy, iloraz k B T/µH przyjmuje małe wartości dla pól<br />
i temperatur stosowanych w eksperymencie, co pozwala obserwować pełną krzywą<br />
magnesowania, aŜ do jej nasycenia. Zerowa koercja H C i remanencja M r cząstek w stanie<br />
superparamagnetycznym jest następstwem wielokrotnych fluktuacji ich momentów<br />
magnetycznych w skali czasowej pomiaru, które uniemoŜliwiają istnienie stabilnej<br />
magnetyzacji. Natomiast w krzywych magnesowania cząstek będących w stanie stabilnym<br />
(τ >> τ m ), posiadających ,,zablokowany” moment magnetyczny w T < T B , pojawia się<br />
histereza magnetyczna [33].<br />
RozwaŜania dotyczące pętli histerezy zbioru nieoddziałujących, jednodomenowych<br />
cząstek o anizotropii jednoosiowej oraz o przypadkowo zorientowanych momentach<br />
magnetycznych, podjęte zostały ponad 50 lat temu przez Stonera i Wohlfartha. Opracowali<br />
oni model teoretyczny, w oparciu o który policzyli pętlę histerezy dla takiego układu cząstek<br />
w T = 0 K [40]. Model ten opiera się na załoŜeniu stabilnego momentu <strong>magnetyczne</strong>go<br />
cząstki w zerowym polu magnetycznym (zaniedbywalny wpływ efektów fluktuacji<br />
termicznych), zablokowanego w jednym z dwóch kierunków osi łatwej, oddzielonych przez<br />
barierę energetyczną KV. Przyjmuje się w nim równieŜ, Ŝe zmiana magnetyzacji pod<br />
wpływem zewnętrznego pola <strong>magnetyczne</strong>go wynika ze zmiany składowej wektora<br />
magnetyzacji M na kierunek tego pola, podczas gdy jego długość pozostaje stała. Policzoną<br />
w modelu Stonera – Wohlfartha pętlę histerezy cząstek superparamagnetycznych<br />
charakteryzują wartości dwóch parametrów: zredukowanej remanencji zdefiniowanej jako<br />
stosunek remanencji do magnetyzacji nasycenia układu cząstek m r = 0.5 oraz pola koercji<br />
H C = 0.479H a (gdzie: H a – pole anizotropii). W realnych układach cząstek obserwuje się<br />
często odstępstwa od tych modelowych wartości, które wynikają głównie z oddziaływań<br />
pomiędzy cząstkami.<br />
13
Change language