Fe3O4纳米颗粒单层中跨越超顺磁阻塞转变涌现的超反铁磁关联
介观与纳米尺度物理
2023-06-22 v1 材料科学
摘要
我们报道了Fe3O4纳米颗粒（NPs）自组装体中的纳米尺度颗粒间磁有序，以及在低温下矫顽场附近颗粒间反铁磁（AF）（超反铁磁）关联的涌现。该磁有序通过X射线共振磁散射（XRMS）探测，X射线能量调谐至Fe-L3边并使用圆偏振光。通过利用二色性效应，从电荷散射信号中分离出磁散射信号。该磁信号揭示了两种不同尺寸（5 nm和11 nm，阻塞温度TB分别为28 K和170 K）的NPs在整个磁化过程各阶段及整个超顺磁阻塞转变各温度下的纳米尺度空间有序。在300 K时，虽然磁强计数据基本显示两种粒径均呈超顺磁性且无滞回，但XRMS数据显示当外加场释放至零时，11 nm NPs存在非零（高达9/100）的颗粒间AF耦合。当NPs冷却至TB以下时，这些AF耦合被急剧放大，在矫顽点附近，5 nm NPs可达12/100，11 nm NPs可达48/100。数据表明颗粒尺寸影响AF耦合的普遍程度：与铁磁（F）耦合相比，在矫顽点处AF耦合的相对普遍程度随NP尺寸从5 nm增至11 nm而从约1.6倍提高到3.8倍。
引用
@article{arxiv.2306.11994,
title = {Emergent super-antiferromagnetic correlations in monolayers of Fe3O4 nanoparticles throughout the superparamagnetic blocking transition},
author = {Johnathon Rackham and Brittni Pratt and Dalton Griner and Dallin Smith and Yanping Cai and Roger G. Harrison and Alex Reid and Jeffrey Kortright and Mark K. Transtrum and Karine Chesnel},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.11994},
year = {2023}
}
备注
24 pages, 10 figures