胶体磁赤铁矿纳米团簇中偶极相互作用与表面自旋无序的组装介导 interplay

通过高温多元醇路径，实现了单晶胶体磁赤铁矿纳米颗粒的可控组装。结构表征表明，直径（D）为 50 nm 和 86 nm 且在水介质中具有高分散性的尺寸可调纳米团簇，由约 13 nm（d）的晶体学取向纳米颗粒组成。针对无机磁性相体积分数 $\phi$ 从单个胶体纳米颗粒（$\phi$=0.47）增加到团簇（$\phi$=0.72）的过程，考察了相互作用效应。后者的冷冻液体分散体在 300 K 时表现出弱亚铁磁行为。对比穆斯堡尔谱学研究暗示团簇内相互作用发挥了作用。从团簇的温度依赖交流磁化率中得出了一项新发现：其 $\chi''(T)$ 展现出两个极大值，并伴有强烈的频率色散。标度律分析结合观测到的记忆效应表明，超自旋玻璃态在 $T_B$ 约 160-200 K 时形成，而在更低温度下，表面自旋玻璃冻结在 $T_f$ 约 40-70 K 时确立。在这种纳米颗粒组装体系中，随着 $\phi$ 的增加，蒙特卡罗模拟证实了颗粒间偶极相互作用与构成纳米颗粒表面自旋无序在涌现自旋玻璃动力学中的作用。