Struktura i właściwości magnetyczne - Instytut Fizyki PAN

NaleŜy równieŜ zdawać sobie sprawę, Ŝe w badanych próbkach nie mamy na ogół
czystych tlenków Fe lub Cr. Na przykład, temperaturowa zaleŜność magnetyzacji uzyskana
dla nanocząstek Fe-Cr (8.86 at.% Cr) w zakresie wysokich temperatur – rys. 31 - wskazuje
wyraźnie na obecność fazy magnetycznej z temperaturą Curie T C ~ 425 K, którą moŜna
identyfikować z tlenkami mieszanymi (Cr 1-x Fe x )O 2 o zawartości Ŝelaza: 1 ≤ x (wt.%) ≤ 4
[144].
60
T C
~ 425 K
M (emu/g)
40
20
H zewn
= 10 kOe
0
300 400 500 600 700
T (K)
Rys. 31. Temperaturowa zaleŜność magnetyzacji nanocząstek Fe-Cr (8.86 at.% Cr)
w zakresie T = 300 – 740 K.
Przedstawione dotychczas wyniki badań strukturalnych wskazują, Ŝe nanocząstki
Fe-Cr mają kształt w przybliŜeniu sferyczny, średni rozmiar ∼ 13 nm oraz strukturę typu
,,rdzeń – warstwa powierzchniowa” (gdzie metaliczny rdzeń otacza powłoka tlenkowa).
Ponadto, w badaniach spektroskopii mössbauerowskiej dla tych cząstek obserwuje się
relaksacje superparamagnetyczne w ich fazach tlenkowych, których rola rośnie ze wzrostem
temperatury. Świadczyć to moŜe o nieciągłej morfologii warstw powierzchniowych
i prawdopodobnej obecności w nich drobnych krystalitów (klasterów) tlenkowych (zobacz
schematyczny rysunek cząstek będacych przedmiotem rozprawy - rys. 32).
NaleŜy jednak zastanowić się nad fizycznym uzasadnieniem relaksacji
superparamagnetycznych w warstwie tlenkowej. Dla cząstek Fe i cząstek Fe-Cr bogatych
w Ŝelazo, relaksacje te mają miejsce w silnie skorelowanych magnetycznie układach.
W dotychczas opublikowanych badaniach nanocząstek Fe nie przedstawiono Ŝadnej
interpretacji, tłumaczącej takie zachowanie, poprzestając jedynie na opisie wyników
78