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.
Zaobserwowano eksperymentalnie, Ŝe drobne cząstki tlenków ferrimagnetycznych<br />
wykazują zredukowaną wartość magnetyzacji nasycenia M S w odniesieniu do swych form<br />
objętościowych. Coey badał cząstki γ-Fe 2 O 3 o średnicy 6 nm za pomocą spektroskopii<br />
mössbauerowskiej [66] i zauwaŜył, Ŝe nawet w polu magnetycznym 50 kOe nie następowało<br />
całkowite uporządkowanie spinów wzdłuŜ kierunku pola. Na tej podstawie wysunął on<br />
hipotezę istnienia nieuporządkowanej struktury spinowej na powierzchni cząstek,<br />
występującej w następstwie frustracji <strong>magnetyczne</strong>j wywołanej zerwanymi wiązaniami<br />
magnetycznymi, oraz konkurencji antyferromagnetycznych oddziaływań wymiennych obu<br />
podsieci magnetycznych (A i B) materiału. Hipoteza ta została później potwierdzona<br />
w badaniach magnetycznych, spektroskopii mössbauerowskiej oraz nieelastycznego<br />
rozpraszania neutronów takŜe dla innych układów cząstek tlenkowych, np. ferrytów: CoFe 2 O 4<br />
czy NiFe 2 O 4 [67]–[69]. Pojawiły się jednak równieŜ i takie prace, w których sugerowano,<br />
Ŝe niekolinearna struktura spinowa nie jest efektem ,,czysto-” powierzchniowym, ale raczej -<br />
odnosi się do całej objętości cząstki [70]–[73]. Problem ten nie znalazł dotychczas<br />
jednoznacznego rozstrzygnięcia.<br />
Konkurencja uporządkowania <strong>magnetyczne</strong>go rdzenia i warstwy powierzchniowej<br />
określa zatem stan cząstki, który znacznie odbiega od prostego załoŜenia cząstki<br />
jednodomenowej z uporządkowaniem magnetycznym analogicznym do materiału<br />
objętościowego. Zaburzona na granicy cząstki symetria kryształu moŜe propagować swe<br />
efekty od warstwy powierzchniowej w głąb rdzenia cząstki, a dla dostatecznie małego jej<br />
rozmiaru – np. klasterów N atomów metali - prowadzić do jej zachowania <strong>magnetyczne</strong>go<br />
zdeterminowanego prawie całkowicie zachowaniem magnetycznym powierzchni.<br />
W przypadku klasterów utworzonych przez atomy Ŝelaza (Fe N ), kobaltu (Co N ) czy niklu<br />
(Ni N ) nie moŜna jednak wysunąć jednoznacznej konkluzji odnośnie zmiany ich magnetyzacji<br />
– wzrostu lub spadku - w stosunku do magnetyzacji ich form objętościowych. Świadczą o tym<br />
wzajemnie sprzeczne prace [74]–[78], np.: dla Fe N – spadek magnetyzacji obserwowano<br />
w [74, 75], a wzrost - w [76]. Przyczyn tej obserwowanej eksperymentalnie rozbieŜności<br />
moŜna upatrywać w pozornie drobnych zmianach struktury bądź składu chemicznego samych<br />
klasterów (powstających w wyniku duŜej reaktywności chemicznej atomów<br />
powierzchniowych w bezpośrednim kontakcie z otoczeniem), jak równieŜ w zmianach<br />
lokalnych momentów magnetycznych i ich oddziaływaniach.<br />
Jak juŜ wspomniano, warstwa powierzchniowa wpływa nie tylko na strukturę samych<br />
cząstek (złamana symetria translacyjna, zmniejszona koordynacja atomów<br />
powierzchniowych, zerwane wiązania i moŜliwa dystorsja sieci krystalicznej na powierzchni<br />
20
Change language