Struktura i właściwości magnetyczne - Instytut Fizyki PAN

2.4.2 Obserwacje zjawiska superparamagnetyzmu w eksperymencie
Krzywe magnesowania: Zmierzone dla cząstek superparamagnetycznych krzywe
magnesowania (typu Langevina) w T > T B wykazują superpozycję (tj. nakładają się na
siebie), jeśli przedstawi się je we współrzędnych zredukowanych H/T [35].
Temperaturowe zaleŜności namagnesowania ZFC-FC: W realnym materiale istnieje
zawsze pewien rozkład rozmiarów cząstek f(V), związany z nim rozkład barier
energetycznych f(E B ), a w konsekwencji – rozkład temperatur blokowania T B [34]. Cennych
informacji odnośnie f(E B ) dostarczyć mogą pomiary temperaturowej zaleŜności magnetyzacji
zmierzonej w reŜimie ZFC-FC, tj. po schłodzeniu próbki w zerowym polu magnetycznym
(krzywa ZFC) oraz po schłodzeniu próbki w polu (krzywa FC) (procedura pomiaru obu tych
krzywych przedstawiona zostanie w podrozdziale 5.7).
Na rysunku 2 pokazano temperaturowe zaleŜności M ZFC oraz M FC typowe dla układu
superparamagnetycznych cząstek z rozkładem ich rozmiarów [34]. Krzywa magnetyzacji
ZFC wykazuje maksimum, którego połoŜenie moŜna przypisać średniej temperaturze
blokowania cząstek. W zaleŜnościach M ZFC (T)-M FC (T) widoczna jest takŜe druga
charakterystyczna temperatura - maksymalna temperatura blokowania T max B - poniŜej której
układ cząstek wykazuje nieodwracalne zachowanie magnetyczne. Jest ona temperaturą
max
blokowania największych cząstek w układzie. PowyŜej T B cząstki osiągają stan równowagi
termodynamicznej z polem magnetycznym (wykazują zachowanie superparamagnetyczne)
czego przejawem jest superpozycja krzywych ZFC i FC oraz spadek wartości magnetyzacji
w miarę wzrostu temperatury.
120
M (emu/cm )
3
80
FC
< T >
B
T
B
max
40
ZFC
0 50 100 150 200 250
T (K)
Rys. 2. Temperaturowe zaleŜności magnetyzacji ZFC-FC uzyskane dla układu
superparamagnetycznych cząstek γ-Fe 2 O 3 [34 str. 345].
14