Подавление магнитного перехода в ультрамалых наночастицах ∈-Fe2O3 – размерный эффект по данным метода ядерного рассеяния вперед

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Представлены результаты исследования особенностей магнитной структуры ультрамалых наночастиц ∈-Fe2O3 методом ядерного рассеяния вперед (Nuclear Forward Scattering, NFS) с использованием синхротронного излучения. Образец представляет собой изолированные иммобилизованные в матрице ксерогеля SiO2 наночастицы ∈-Fe2O3 со средним размером = 3.8 нм. Временны´е спектры были измерены в диапазоне температур 4–300 K в нулевом внешнем магнитном поле и поле H = 4 Тл, приложенном в продольном направлении. Характер изменения величин сверхтонкого поля Hhf в зависимости от внешнего магнитного поля одинаков во всем диапазоне температур – наблюдается монотонное увеличение Hhf во внешнем поле, в отличие от крупных частиц ∈-Fe2O3. Полученные результаты позволяют заключить, что для частиц ∈-Fe2O3 ультрамалых размеров (менее ≈ 9 нм) магнитный переход в температурной области 80–150 K отсутствует, а магнитная структура является неколлинеарной в области 4–300 K.

Об авторах

Ю. В. Князев

Институт физики им. Л. В. Киренского – обособленное подразделение Федерального исследовательского центра “Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук”

Email: yuk@iph.krasn.ru
Красноярск, Россия

Д. А. Балаев

Институт физики им. Л. В. Киренского – обособленное подразделение Федерального исследовательского центра “Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук”

Красноярск, Россия

А. А. Дубровский

Институт физики им. Л. В. Киренского – обособленное подразделение Федерального исследовательского центра “Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук”

Красноярск, Россия

С. В. Семёнов

Институт физики им. Л. В. Киренского – обособленное подразделение Федерального исследовательского центра “Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук”

Красноярск, Россия

В. Л. Кириллов

Институт катализа им. Г. К. Борескова Сибирского отделения РАН

Новосибирск, Россия

О. Н. Мартьянов

Институт катализа им. Г. К. Борескова Сибирского отделения РАН

Новосибирск, Россия

Список литературы

  1. F. J. Morin, Phys. Rev. 78, 819 (1950); https://doi.org/10.1103/PhysRev.78.819.2.
  2. P. B. Fabritchnyi, E. V. Lamykin, A. M. Babechkin, and A. N. Nesmeianov, Solid State Commun. 11, 343 (1972); https://doi.org/10.1016/0038-1098(72)90246-3.
  3. И. E. Дзялошинский, ЖЭТФ 32, 1547 (1957).
  4. F. Walz, J. Phys. Condens. Matter 14, R285 (2002); https://doi.org/10.1088/0953-8984/14/12/203.
  5. M. J. Jackson and B. Moskowitz, Geophys. J. Int. 224, 1314 (2020); https://doi.org/10.1093/gji/ggaa516.
  6. S. Iida, Philos. Mag. B 42, 349 (1980); https://doi.org/10.1080/01418638008221876.
  7. O¨ . O¨zdemir, D. J. Dunlop, and T. S. Berqu´o, Geochem. Geophys. Geosyst. 9, Q10Z01 (2008); https://doi.org/10.1029/2008GC002110.
  8. M. A. Chuev, I. N. Mishchenko, S. P. Kubrin, and T. A. Lastovina, JETP Lett. 105, 700 (2017); https://doi.org/10.1134/S0021364017110042.
  9. T. Kim, S. Lim, J. Hong, S. G. Kwon, J. Okamoto, Z. Y. Chen, J. Jeong, S. Kang, J. C. Leiner, J. T. Lim, C. S. Kim, D. J. Huang, T. Hyeon, S. Lee, and J.-G. Park, Sci. Rep. 8, 5092 (2018); https://doi.org/10.1038/s41598-018-23456-6.
  10. Yu. F. Krupyanskii and I. P. Suzdalev, Le Journal de Physique Colloques 35, C6-407 (1974); https://doi.org/10.1051/jphyscol:1974679.
  11. D. Kub´aniova, L. Kubiˇckov´a, T. Kmjeˇc, K. Z´avˇeta, D. Niˇznˇansky´, P. Br´azda, M. Klementov´a, and J. Kohout, J. Magn. Magn. Mat. 475, 611 (2019); https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2018.11.126.
  12. J. Lee, S. G. Kwon, J.-G. Park, and T. Hyeon, Nano Lett. 15, 4337 (2015); https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.5b00331.
  13. E. Tronc, C. Chan´eac, and J. P. Jolivet, J. Solid State Chem. 139, 93 (1998); https://doi.org/10.1006/jssc.1998.7817.
  14. M. Gich, C. Frontera, A. Roig, E. Taboada, E. Molins, H. R. Rechenberg, J. D. Ardisson, W. A. A. Macedo, C. Ritter, V. Hardy, J. Sort, V. Skumryev, and J. Nogu´es, Chemistry of Materials 18, 3889 (2006); https://doi.org/10.1021/cm060993l.
  15. S. Ohkoshi, A. Namai, T. Yamaoka, M. Yoshikiyo, K. Imoto, T. Nasu, S. Anan, Y. Umeta, K. Nakagawa, and H. Tokoro, Sci. Rep. 6, 27212 (2016); https://doi.org/10.1038/srep27212
  16. J. L. Garcia-Mun˜oz, A. Romaguera, F. Fauth, J. Nogu´es, and M. Gich, Chem. Mater. 29, 9705 (2017); https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.7b03417.
  17. Y.-C. Tseng, N. M. Souza-Neto, D. Haskel, M. Gich, C. Frontera, A. Roig, M. van Veenendaal, and J. Nogu´es, Phys. Rev. B 79, 094404 (2009); https://doi.org/10.1103/PhysRevB.79.094404.
  18. D. A. Balaev, Yu. V. Knyazev, S. V. Semenov, A. A. Dubrovskiy, A. I. Lasukov, S. A. Skorobogatov, E. D. Smorodina, V. L. Kirillov, and O. N. Martyanov, Ceramics International 51, 650 (2025); https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2024.11.048
  19. Y. V. Knyazev, D. A. Balaev, V. L. Kirillov, O. A. Bayukov, and O. N. Martyanov, JETP Lett. 108, 527 (2018); https://doi.org/10.1134/S0021364018200092.
  20. Yu.V. Knyazev, A. I. Chumakov, A. A. Dubrovskiy, S. V. Semenov, I. Sergueev, S. S. Yakushkin, V. L. Kirillov, O. N. Martyanov, and D. A. Balaev, Phys. Rev. B 101, 094408 (2020); https://doi.org/10.1103/PhysRevB.101.094408.
  21. J. Kohout, P. Br´azda, K. Z´avˇeta, D. Kub´aniov´a, T. Kmjeˇc, L. Kub´aˇckov´a, M. Klementov´a, E. Sˇantav´a, and A. Lanˇcok, J. Appl. Phys. 117, 17D505 (2015); https://doi.org/10.1063/1.4907610.
  22. Y. V. Knyazev, A. I. Chumakov, A. A. Dubrovskiy, S. V. Semenov, S. S. Yakushkin, V. L. Kirillov, O. N. Martyanov, and D. A. Balaev, JETP Lett. 110, 613 (2019); https://doi.org/10.1134/S0021364019210082.
  23. G. V. Smirnov, Uspekhi Fizicheskih Nauk 194, 291 (2024); https://doi.org/10.3367/UFNr.2023.09.039569.
  24. R. R¨ohlsberger, Nuclear Condensed Matter Physics with Synchrotron Radiation, Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg (2005); https://doi.org/10.1007/b86125.
  25. R. R¨ohlsberger, J. Bansmann, V. Senz, K. L. Jonas, A. Bettac, K. H. Meiwes-Broer, and O. Leupold, Phys. Rev. B 67, 245412 (2003); https://doi.org/10.1103/PhysRevB.67.245412.
  26. S. S. Yakushkin, D. A. Balaev, A. A. Dubrovskiy, S. V. Semenov, Y. V. Knyazev, O. A. Bayukov, V. L. Kirillov, R. D. Ivantsov, I. S. Edelman, and O. N. Martyanov, Ceramics International 44, 17852 (2018); https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2018.06.254.
  27. Y. V. Shvyd’ko, Hyperfine Interactiions 125, 173 (2000); https://doi.org/10.1023/A:1012633620524 .
  28. J.-L. Rehspringer, S. Vilminot, D. Niznansky, K. Zaveta, C. Estournes, and M. Kurmoo, Hyperfine Interactions 166, 475 (2006); https://doi.org/10.1007/s10751-006-9311-8.
  29. K. Haneda and A. H. Morrish, Phys. Lett. A 64(2), 259 (1977); https://doi.org/10.1016/0375-9601(77)90736-8.
  30. M. Kurmoo, J.-L. Rehspringer, A. Hutlova, C. D’Orl´eans, S. Vilminot, C. Estourn´es, and D. Niznansky, Chemistry of Materials 17, 1106 (2005); https://doi.org/10.1021/cm0482838.
  31. A. A. Dubrovskiy, D. A. Balaev, K. A. Shaykhutdinov, O. A. Bayukov, O. N. Pletnev, S. S. Yakushkin, G. A. Bukhtiyarova, and O. N. Martyanov, J. Appl. Phys. 118, 213901 (2015); https://doi.org/10.1063/1.4936838.
  32. P. Gu¨tlich, E. Bill, and A. X. Trautwein, M¨ossbauer spectroscopy and transition metal chemistry: fundamentals and applications, Springer Science & Business Media (2010); https://doi.org/10.1007/978-3-540-88428-6.
  33. M. Pol´a˜skov´a, O. Malina, J. Tuˇcek, and P. Jakubec, Nanoscale 14, 5501 (2022); https://doi.org/10.1039/D2NR00392A.
  34. Z. Ma, A. Romaguera, F. Fauth, J. Herrero-Mart´ın, J. L. Garcia-Mun˜oz, and M. Gich, J. Magn. Magn. Mat. 506, 166764 (2020); https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2020.166764.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).