解释磁性纳米颗粒有效磁各向异性尺寸依赖性的核-壳-表面层模型
材料科学
2017-12-04 v1 介观与纳米尺度物理
其他凝聚态物理
摘要
磁性纳米颗粒（NPs）的有效磁各向异性 Keff 通常表现出随颗粒尺寸（D）减小而增大的依赖性。这种依赖性通常用公式 Keff = Kb + (6Ks/D) 来解释，其中 Kb 和 Ks 分别是体态核和表面层中自旋的各向异性常数。本文表明，对于 D < 5 nm 的较小纳米颗粒，该模型不足以解释观测到的 Keff 尺寸依赖性。相反，在磁赤铁矿（γ-Fe2O3）、NiO 和 Ni 纳米颗粒中的结果，最好通过上述模型的扩展来描述，其变化规律为 Keff = Kb + (6Ks/D) + Ksh{[1-(2d/D)]^(-3) -1}，其中最后一项源于厚度为 d、各向异性为 Ksh 的壳层中的自旋。该核-壳-表面层（CSSL）模型在三种不同磁性纳米颗粒体系——亚铁磁性 γ-Fe2O3、铁磁性 Ni 和反铁磁性 NiO——中得到验证，表明其可能适用于所有磁性纳米颗粒。
引用
@article{arxiv.1707.07241,
title = {A core-shell-surface layer model to explain the size dependence of effective magnetic anisotropy in magnetic nanoparticles},
author = {Sobhit Singh and Kelly L. Pisane and Mohindar S. Seehra},
journal= {arXiv preprint arXiv:1707.07241},
year = {2017}
}
备注
5 pages, 6 figures