纳米颗粒中磁无序的场依赖性
介观与纳米尺度物理
2020-07-27 v2
摘要
磁性纳米颗粒在诸如医学、成像或传感器等应用中的性能特征直接由其磁化弛豫与总磁矩决定。在通常假设的图景中，纳米颗粒具有恒定总磁矩，源于被承载自旋无序的表面区域包围的单畴颗粒核的磁化。相反，本工作展示了铁氧体纳米颗粒磁矩随外加磁场的显著增大。在低磁场下，均匀磁化颗粒核初始与直径 12.8(2) nm 的结构相干晶粒尺寸一致，表明磁性与结构无序间的强耦合。外加磁场逐渐极化不相关的无序表面自旋，导致磁体积比结构相干核大逾 20%。由磁化分布的场依赖性确立，粒内磁无序能量朝缺陷富集表面急剧增加。因此，这些发现阐明了纳米颗粒磁化如何克服结构表面无序。这一粒内磁化的新概念可推广至其他磁性纳米颗粒体系，其中对自旋无序及相关磁各向异性的深入理解将对理性纳米材料设计起决定性作用。
引用
@article{arxiv.1912.04081,
title = {Field Dependence of Magnetic Disorder in Nanoparticles},
author = {Dominika Zákutná and Daniel Nižňanský and Lester C. Barnsley and Earl Babcock and Zahir Salhi and Artem Feoktystov and Dirk Honecker and Sabrina Disch},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.04081},
year = {2020}
}
备注
40 pages, 14 figures, extensively revised (including change of title, appendix added)