Struktura i właściwości magnetyczne - Instytut Fizyki PAN

100
90
T* (K)
80
70
60
50
40
0 2 4 6 8 10
H (kOe)
Rys. 40. Temperatura T* w funkcji pola magnetycznego – układ cząstek Fe-Cr (8.86 at.% Cr).
Czynniki takie jak: współistnienie faz (α-FeCr, fazy tlenkowe), nieporządek topologiczny
i konkurencja oddziaływań magnetycznych (ferro- i antyferromagnetycznych) w warstwach
powierzchniowych cząstek Fe-Cr (8.86 at.% Cr) oraz oddziaływania dipolowe pomiędzy
przypadkowo zorientowanymi cząstkami - mogą prowadzić do powstania niekolinearnych
struktur spinowych w badanej próbce oraz efektów zamraŜania typu szkła spinowego /
klasterowego w niskich temperaturach. Temperatura T*, obserwowana w zaleŜnościach
M ZFC -M FC (T) rozwaŜanych nanocząstek Fe-Cr (8.86 at.% Cr) - i co więcej, takŜe w przypadku
innych badanych układów cząstek bogatych w Ŝelazo – charakteryzuje właśnie tego typu
procesy zamraŜania. Mogą one zachodzić w warstwie powierzchniowej cząstek, jak równieŜ
wynikać z nieporządku i frustracji przypadkowo rozłoŜonych momentów magnetycznych
cząstek, determinowanych ich anizotropią efektywną oraz oddziaływaniami dipolowymi.
Dla danego układu nanocząstek, określenie dominującego mechanizmu jest przewaŜnie
niemoŜliwe, zwłaszcza kiedy oba procesy mogą zachodzić równocześnie. L. Del Bianco et al.
[54, 55, 148] za główną przyczynę przejścia od stanu ferromagnetycznego (w wysokich
temperaturach) do stanu szklistego (w niskich tempertaturach) - obserwowanego
dla nanocząstek Fe - uznali zamraŜanie typu szkła spinowego nieuporządkowanych granic
ziaren. Jednak prace nad układami cząstek jednofazowych np.: Fe 3 O 4 [51] lub FeC [151, 152]
(te ostatnie poparte obliczeniami teoretycznymi i wynikami modelowania numerycznego)
pokazują jednoznacznie, Ŝe zachowanie typu szkła spinowego w układach oddziałujących
nanocząstek wynika z przypadkowego połoŜenia cząstek i przypadkowego rozkładu ich osi
łatwych. Wydaje się, Ŝe właśnie ten mechanizm jest dominujący w układach nanocząstek
90