Struktura i właściwości magnetyczne - Instytut Fizyki PAN

momentu magnetycznego wraz z rosnącą w nich koncentracją chromu [105, 106] (patrz
zaleŜność M(x) dla materiałów objętościowych na rys. 34), ale głównie - z tworzeniem się
metastabilnej fazy σ-FeCr (o bardzo słabych właściwościach magnetycznych) i odpowiednią
modulacją składu pozostałej fazy α. Z uwagi na to, Ŝe zawartość tej fazy zaleŜy od lokalnych
fluktuacji składu w procesie otrzymywania cząstek i moŜe się zmieniać od procesu
do procesu, na rys. 34 obserwuje się rozrzut wartości magnetyzacji w zaleŜności M(x at.%Cr).
Z tego teŜ powodu, magnetyzacja cząstek Fe-Cr (33.68 at.% Cr) jest tylko nieznacznie
mniejsza niŜ cząstek Fe-Cr (23.38 at.% Cr), w których zawartość fazy σ jest większa.
NaleŜy zaznaczyć, Ŝe otrzymane wyniki są jakościowo zgodne z danymi
literaturowymi; dla porównania, na rysunku 34 przedstawiono równieŜ wybrane wartości
magnetyzacji nanocząstek Fe-Cr uzyskane przez Gonga et al. [19]. Z uwagi na to,
Ŝe magnetyzacja nasycenia nanocząstek moŜe zaleŜeć od wielu czynników, takich jak np.: ich
rozmiar czy metoda wytwarzania, do porównania wybrano cząstki adekwatne do badanych
układów, tzn. otrzymane w procesie kondensacji z fazy gazowej i o zbliŜonej wielkości
(D ∼ 21 nm) [19]. Trzeba jednak zaznaczyć, Ŝe nanocząstki będące przedmiotem pracy [19]
były zasadniczo jednofazowe (bcc α-Fe-Cr).
W świetle analizy przedstawionej powyŜej jest oczywiste, Ŝe tworzenie się warstwy
tlenków na powierzchni nanocząstek Fe-Cr powoduje, Ŝe ich magnetyzacja jest mniejsza od
magnetyzacji odpowiednich materiałów objętościowych (patrz rys. 34). Podobne obserwacje
poczyniono juŜ wcześniej, dla nanocząstek Fe o rozmiarach od 5 do 28 nm [14, 15].
Fakt redukcji magnetyzacji cząstek w stosunku do objętościowego Ŝelaza autorzy obu prac
[14, 15] wytłumaczyli obecnością tlenkowej warstwy powierzchniowej, a zmniejszanie się
magnetyzacji wraz ze zmniejszaniem rozmiaru cząstek - rosnącym stosunkiem objętości
tlenków do objętości rdzeni. NaleŜy jednak zwrócić uwagę, Ŝe choć reguła dotycząca
zmniejszenia magnetyzacji nanocząstek Fe-Cr w stosunku do ich odpowiedników
objętościowych jest słuszna w szerokim zakresie zawartości Cr, to jednak przy duŜej
koncentracji Cr i w temperaturach powyŜej punktu Curie rdzeni cząstek, obecność tlenków
prowadzi do wręcz przeciwnych wyników. Stąd, w temperturze pokojowej, magnetyzacja
cząstek Fe-Cr (83.03 at.% Cr) jest niezerowa, w przeciwieństwie do odpowiedniego materiału
objętościowego.
Na rysunku 35 przedstawiono krzywe magnesowania badanych układów nanocząstek
Fe-Cr, zmierzone w temperaturze pokojowej. W zaleŜności od domieszki chromu mają one
róŜne kształty i charakteryzują się róŜnymi wartościami pola koercji. Uzyskaną zaleŜność
83