No abstract

Рассмотрена проблема кроссовинга температурной зависимости антиферромагнитной восприимчивости наночастиц ферригидрита. Атомы железа Fe 3+ в ферригидрите упорядочены антиферромагнитно, однако наличие дефектов на поверхности и в объеме наночастиц индуцирует нескомпенсированный магнитный момент, что приводит к типичному суперпарамагнитному поведению ансамбля наночастиц с характерной температурой блокировки. В разблокированном состоянии кривые намагничивания таких объектов описыва-ются как суперпозиция функции Ланжевена и линейного по полю вклада от антиферромагнитной " сердце-вины" частиц. По результатам большого количества исследований кривых намагничивания, проводимых на наночастицах ферригидрита (и родственного ему ферритина) в диапазоне полей до 60 kOe, зависимость χ AF (T ) убывает с ростом температуры, что связывалось ранее с эффектом суперантиферромагнетизма. При увеличении диапазона магнитных полей до 250 kOe значения χ AF , получаемые из анализа кривых намагничивания, становятся меньшими по величине, однако изменяется характер температурной эволюции χ AF : теперь зависимость χ AF (T ) -возрастающая функция. Последнее типично для системы AF частиц со случайной ориентацией кристаллографических осей. Для корректного определения антиферромагнитной восприимчивости AF наночастиц (по крайней мере, ферригидрита) и поиска эффектов, связанных с эффектом суперантиферромагнетизма, необходимо в эксперименте использовать диапазон полей, значительно превы-шающий используемый в большинстве работ стандартное значение 60 kOe. Анализ температурной эволюции кривых намагничивания показал, что обнаруженный кроссовер обусловлен наличием малых магнитных моментов в образцах.Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, Правительства Красноярского края, Красноярского краевого фонда поддержки научной и научно-технической деятельности в рамках научных проектов № 17-42-240138, 17-43-240527.

Методом импульсного магнитометра в максимальных полях Hmax до 130 kOe длительностью 4, 8 и 16 ms исследованы процессы динамического перемагничивания наночастиц ферригидрита. Ферригидрит проявляет антиферромагнитное упорядочение, а нескомпенсированный магнитный момент в наночастицах возникает благодаря дефектам, что приводит к поведению, типичному для магнитных наночастиц. Измерения динамических петель гистерезиса при указанных условиях показали, что применение импульсных полей существенно расширяет температурный диапазон существования магнитного гистерезиса, а варьирование максимального поля и длительности импульса позволяет " управлять" такой характеристикой, как коэрцитивная сила. Такое поведение вызвано как релаксационными эффектами, присущими " обычным" ферро-и ферримагнитным наночастицам, так и особенностями, присущими антиферромагнитным наночастицам. Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, Правительства Красноярского края, Красноярского краевого фонда поддержки научной и научно-технической деятельности в рамках научного проекта № 17-42-240138 " Исследование магнитных наночастиц в сильных импульсных магнитных полях".

In this work, we studied the relaxation of the remanent magnetization of antiferromagnetically ordered ferrihydrite nanoparticles under the conditions of realization of the exchange bias effect for these systems. Magnetization relaxation is characterized by a logarithmic dependence on time, which is typical for thermo-activation processes of the hopping of the magnetic moment of particles through potential barriers caused by magnetic anisotropy. The energy of the barriers obtained from processing the data on relaxation of the remanent magnetization (under the conditions of field cooling) significantly exceeds that for ordinary conditions (zero field cooling). The observed difference indicates the possibility of using the residual magnetization relaxation process to analyze the mechanisms responsible for the effect of exchange bias in antiferromagnetic nanoparticles and obtain the parameters characterizing the exchange coupling of magnetic subsystems in such objects.