Ni-细菌纤维素气凝胶纳米复合材料中由粒子间相互作用介导的超自旋玻璃到超铁磁相变
材料科学
2016-07-27 v1 介观与纳米尺度物理
其他凝聚态物理
摘要
磁性纳米复合材料中的粒子间相互作用在控制从超顺磁到超自旋玻璃再到超铁磁的相变中起主导作用。这些相互作用可以通过控制纳米颗粒的尺寸和数密度来调节。本研究使用由分布在细菌纤维素中的 Ni 纳米颗粒组成的气凝胶复合材料（0.3 Ni-BC 和 0.7 Ni-BC）作为模型系统，以研究随着复合材料中 Ni 含量增加，粒子间相互作用的影响。与传统方法不同，Ni 纳米颗粒的尺寸未受控制，而是允许其在细菌纤维素模板中自然形成。利用 X 射线衍射和电子显微镜进行的结构表征表明，体系中仅存在 Ni 和纤维素，无其他相。Ni 在纤维素基质中的非受控生长导致了具有三种不同尺寸分布的纳米颗粒的形成：主要沿原纤维长度分布的 10 nm 颗粒、存在于原纤维之间间隙的 50 nm 颗粒，以及存在于网状结构形成的空隙中的 100 nm 颗粒。在室温下，复合材料表现出弱铁磁行为，矫顽力为 40 Oe，在 10 K 时增加至 160 Oe。从室温下的弱铁磁态到低温下的超铁磁态的转变，是通过中间温度下的超自旋玻璃态介导的。结合从两种复合气凝胶获得的结构和磁性结果，开发了一个温度依赖的微观结构模型。
引用
@article{arxiv.1503.06030,
title = {Interparticle interactions mediated superspinglass to superferromagnetic transition in Ni-bacterial cellulose aerogel nanocomposites},
author = {V. Thiruvengadam and Satish Vitta},
journal= {arXiv preprint arXiv:1503.06030},
year = {2016}
}
备注
10 figures