CeO2纳米颗粒的集体磁响应
介观与纳米尺度物理
2016-01-20 v1
摘要
不含磁性阳离子的宽禁带氧化物纳米颗粒和薄膜的磁性是一个未解之谜。进展受阻既因为大量实验数据不可复现，也因为缺乏任何普遍接受的理论解释。其特征标志是一条几乎无滞后、与温度无关的磁化曲线，该曲线在比磁化强度大几个数量级的外加场中饱和。看起来似乎样品中有微小体积分数（<0.1%）具有磁性，且对于自旋磁性而言该问题的能量尺度异常高。本文研究了将4 nm CeO2纳米颗粒与γ-Al2O3粉末、糖或乳胶微球分散后的效应。对于致密样品，饱和磁化强度 Ms ~ 60 A/m，通过1 wt%镧掺杂达到最大。分散CeO2纳米粉使其磁矩降低多达一个数量级。CeO2纳米颗粒团簇中磁性出现具有约100 nm的特征长度尺度。该现象用巨轨道顺磁性解释，后者由于与真空电磁场零点涨落的共振相互作用而出现在相干介观域中。该理论基于300 nm的长度尺度解释了观测到的与温度无关的磁化曲线及其掺杂和分散依赖性，该长度尺度对应于磁性CeO2纳米颗粒紫外吸收谱中最大值的波长。相干域约占样品体积的百分之十。
引用
@article{arxiv.1601.04933,
title = {Collective magnetic response of CeO2 nanoparticles},
author = {J. M. D. Coey and Karl Ackland and M. Venkatesan and S. Sen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1601.04933},
year = {2016}
}