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...
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
2.5 Oddziaływania pomiędzy nanocząstkami<br />
Opisane wcześniej zjawisko superparamagnetyzmu dotyczy izolowanych cząstek<br />
magnetycznych, które w praktyce mogą być otrzymywane w układach silnie rozcieńczonych<br />
takich jak np. cząstki znajdujące się w matrycach ceramicznych lub w cieczach<br />
magnetycznych. JednakŜe w przypadku, gdy zawartość cząstek w materiale ulega<br />
zwiększeniu na tyle, Ŝe znajdują się one blisko siebie, istotne stają się ich wzajemne<br />
oddziaływania <strong>magnetyczne</strong> - dipolowe oraz wymienne: (i) bezpośrednie (dla stykających się<br />
cząstek), (ii) typu RKKY (za pośrednictwem matrycy metalicznej) lub (iii) nadwymiany (gdy<br />
matryca jest izolatorem)) [34].<br />
2.5.1 Oddziaływania dipolowe<br />
Oddziaływania dipolowe są oddziaływaniami dalekozasięgowymi i występują<br />
w większości układów nanocząstek. Odgrywają one główną rolę w układach cząstek, które<br />
nie mają bezpośredniego kontaktu, np. w ferrofluidach – cieczach niemagnetycznych,<br />
zawierających cząstki <strong>magnetyczne</strong> pokryte powierzchniowo organiczną warstwą<br />
niemagnetyczną, zapobiegającą ich aglomeracji. Tematyka oddziaływań dipolowych cząstek<br />
na przykładzie ferrofluidów poruszana była w licznych pracach naukowych [41–52]. Prace te<br />
przedstawiają zarówno bogaty materiał doświadczalny (w związku ze stosunkowo łatwą<br />
kontrolą koncentracji cząstek w cieczy i, co się z tym wiąŜe – siły ich sprzęŜenia<br />
<strong>magnetyczne</strong>go) [42–49, 51, 52], jak równieŜ zawierają rozwaŜania teoretyczne mające na<br />
celu wytłumaczenie otrzymywanych wyników eksperymentalnych [41, 49, 50].<br />
Efekty oddziaływania dipolowego stanowią problem wielu ciał, który nie sposób<br />
rozwiązać analitycznie z uwagi na losowe rozmieszczenie i zorientowanie cząstek, rozkład<br />
ich rozmiarów oraz udział fluktuacji termicznych ich momentów magnetycznych. Opis tych<br />
oddziaływań jest nietrywialny nawet przy modelowym załoŜeniu cząstek z ,,superspinem”,<br />
poniewaŜ dla dowolnie wybranych dwóch nieidentycznych cząstek, kąt pomiędzy ich<br />
momentem magnetycznym fluktuuje w czasie. Wszystkie te czynniki sprawiają, Ŝe analiza<br />
wpływu oddziaływań dipolowych na zachowanie <strong>magnetyczne</strong> układu cząstek staje się<br />
bardzo skomplikowanym zagadnieniem, które rozwaŜane jest jedynie przy wykorzystaniu<br />
metod komputerowych, takich jak np. symulacje Monte Carlo czy modelowanie<br />
mikro<strong>magnetyczne</strong>.<br />
Przykłady z literatury świadczą o tym, Ŝe przypadkowość i konkurencja<br />
dalekozasięgowych oddziaływań dipolowych mogą silnie wpływać na dynamikę układu<br />
16
Change language