Struktura i właściwości magnetyczne - Instytut Fizyki PAN

(ii) wzrostu siły sprzęŜenia antyferromagnetycznego tych warstw przy zmniejszaniu
grubości przekładki Cr [121],
autorzy pracy [19] zasugerowali dla nanocząstek Fe-Cr antyferromagnetyczną naturę
oddziaływania momentów atomowych Fe i momentów atomowych Cr, oraz silniejsze ich
sprzęŜenie w małych cząstkach niŜ w duŜych (czego przejawem miało być odstępstwo M S (x)
od liniowości, dla małych ). Warto wspomnieć, Ŝe uporządkownie momentów
magnetycznych Cr, antyrównoległe do momentów Fe, obserwowano juŜ w przypadku jednej
monowarstwy Cr osadzonej na ferromagnetycznym Ŝelazie [108, 109]. Zostało ono takŜe
dowiedzione w przypadku ultra - cienkich warstw w pomiarach fotoemisji [110].
Rozmiar cząstek oraz ilość zawartego w nich chromu okazały się istotnymi
czynnikami kształtującymi ich właściwości magnetyczne. Pomiary krzywych magnesowania
w temperaturze pokojowej wykazały, Ŝe koercja H C :
(i) zaleŜy od średniego rozmiaru cząstek
(przy ustalonym ich składzie chemicznym) [19, 20],
(ii) maleje wraz ze wzrostem koncentracji chromu
(dla cząstek o danym rozmiarze) [19]–[21].
Dla cząstek o ustalonym składzie chemicznym, w przypadku zaleŜności H C ()
w T = 300 K pojawia się jednak wzajemna sprzeczność wyników eksperymentalnych
prezentowanych w pracach [19] i [20] – Gong et al. raportują spadek wartości H C przy
zwiększaniu średniego rozmiaru cząstek [19], podczas gdy w pracy Li et al. [20]
obserwowano, Ŝe wartość koercji cząstek rośnie wraz ze wzrostem .
RozwaŜając efekty rozmiarowe w zaleŜnościach H C (T) cząstek w niskich
temperaturach (w T < ∼75 K) stwierdzono, Ŝe cząstki o mniejszej średnicy
( = 8 – 13 nm) mają większą koercję niŜ ,,duŜe” (35 nm) cząstki; a ponadto, Ŝe koercja
tych pierwszych wykazuje bardzo silny spadek ze wzrostem temperatury [20].
Zaobserwowane efekty wytłumaczono w ramach modelu strukturalnego nanocząstek -
typu ,,rdzeń – powłoka tlenkowa” - wzrostem stosunku powierzchni do objętości, przy
zmniejszaniu rozmiarów cząstek. Drastyczny spadek koercji małych cząstek z temperaturą
przypisano natomiast superparamagnetycznemu zachowaniu powłok tlenkowych.
W większych cząstkach, z uwagi na mały ułamek objętościowy tlenków powierzchniowych
Fe-O, właściwości magnetyczne zaleŜą głównie od metalicznego rdzenia. W efekcie tego
obserwowano, Ŝe koercja ,,duŜych” cząstek ma mniejszą wartość i ponadto wykazuje słabsze
zmiany z temperaturą.
36