Fe3O4 磁铁矿纳米颗粒中 f0 尝试频率的原子级计算
材料科学
2024-01-23 v1
摘要
阿伦尼乌斯定律预测了物理系统中由于热激活导致的平衡态之间的转变时间，在材料科学、磁热疗和古地磁学中有着广泛的应用，用于估计磁性纳米颗粒集合体的转变时间和热稳定性。磁铁矿在古地磁研究和磁热疗中是一种非常重要的材料，但现有对尝试频率 的估计在 Hz 范围内相差几个数量级，导致其弛豫率存在显著的不确定性。在此，我们提出一种动力学方法，利用原子级自旋动力学实现阿伦尼乌斯-内尔定律的完全参数化。我们确定了具有立方各向异性的磁铁矿纳米颗粒的尝试频率的温度和体积依赖性，并在室温下发现 GHz 的值。对于各向异性增强的颗粒，我们发现尝试频率显著增加，并且具有很强的温度依赖性，这表明各向异性起着重要作用。该方法适用于可以清晰识别不同状态的各类动力学系统，并能够对畴态稳定性进行稳健估计，这在快速发展的古地磁记录微磁分析领域尤为重要，在该领域中，可以对样本进行数值重建，以更好地理解地质时间尺度上地磁记录的保真度。
引用
@article{arxiv.2401.12080,
title = {Atomistic calculation of the f0 attempt frequency in Fe3O4 magnetite nanoparticles},
author = {Roberto Moreno and Sarah Jenkins and Wyn Williams and Richard F. L. Evans},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.12080},
year = {2024}
}