Struktura i właściwości magnetyczne - Instytut Fizyki PAN

W kaŜdym z tych trzech przypadków, procedura dopasowywania widma dowiodła,
Ŝe jest ono superpozycją dwóch składowych – kaŜdej w postaci sekstetu – róŜniących się
średnią wartością pola nadsubtelnego oraz wielkością obszaru spektralnego. Widmo
z wąskimi liniami stanowi, niezaleŜnie od temperatury, około 60 % całkowitego obszaru
spektralnego, a jego parametry nadsubtelne (np. średnia wartość pola nadsubtelnego
≈ 344 kOe dla T = 4.2 K) są typowe dla bcc-Fe. Składową tą moŜemy zatem przypisać
fazie α-Fe tworzącej rdzenie cząstek. Dla 4.2 K parametry nadsubtelne drugiego sekstetu
(o poszerzonych liniach) wynoszą: średnia wartość pola nadsubtelnego ≈ 500 kOe,
przesunięcie izomeryczne δ = 0.34 mm/s, rozszczepienie kwadrupolowe ∆E Q = -0.05 mm/s -
są to wartości charakterystyczne dla tlenków Ŝelaza. Sekstet ten pochodzi zatem od jonów Fe
znajdujących się w tlenkowej warstwie powierzchniowej nanocząstek. Ze względu na niezbyt
duŜą intensywność tej składowej i znaczne poszerzenie linii, jednoznaczna identyfikacja tych
tlenków w oparciu o parametry dopasowania, jest niestety niemoŜliwa. W przypadku tego
sekstetu, wraz ze wzrostem temperatury, średnia wartość pola nadsubtelnego ulega
zmniejszeniu ( ≈ 330 kOe w T = 300 K), co świadczyć moŜe o rosnącej roli fluktuacji
termicznych w warstwie tlenkowej cząstek. Wniosek ten nasuwa się w odniesieniu do
licznych prac w literaturze, dotyczących układów drobnych cząstek Fe, dla których
obserwowano tego typu efekty w ich zewnętrznych powłokach tlenkowych [np.: 13, 15, 60,
64, 140–142].
Rysunek 27 (a) - (d) przedstawia widma mössbauerowskie zmierzone dla nanocząstek
Fe-Cr o małej zawartości chromu - 2.36 at.% Cr i 8.86 at.% Cr - w temperaturach 80 K
(rys. 27 (a) i (c)) oraz 300 K (rys. 27 (b) i (d)).
Dla obu układów nanocząstek, w T = 80 K, kształt widma wynika z superpozycji
dwóch rozszczepionych nadsubtelnie składowych, które są analogiczne jak dla opisanych
powyŜej nanocząstek Fe. W obu widmach, pierwszy sekstet - zlokalizowany w centralnej ich
części, charakteryzujący się wąskimi liniami o silnej intensywności - przypisać moŜna fazie
α-FeCr; a drugi sekstet (zewnętrzny), o liniach poszerzonych i o znacznie słabszej
intensywności – tlenkom Ŝelaza. Z fazą α-FeCr naleŜy zatem utoŜsamić metaliczny rdzeń
cząstek Fe-Cr, a z fazą tlenkową – warstwę tlenków Ŝelaza na ich powierzchni. Podobną
strukturę cząstek Fe-Cr, złoŜoną z metalicznego rdzenia Fe(Fe-Cr) otoczonego warstwą
powierzchniową tlenków Ŝelaza, postulowali równieŜ Y. Li et al. [20] oraz X. G. Li et al.
[22]. W temperaturze 300 K satelity boczne w widmie mössbauerowskim stają się
niewidoczne (rys. 27 (b) i (d)), w części centralnej widma pojawia się natomiast dodatkowa
72