自组装 BiFeO3 纳米颗粒中依赖于结构的大室温交换偏置
介观与纳米尺度物理
2020-08-14 v1
摘要
我们研究了 BiFeO3 纳米颗粒（约 20-40 nm）自组装团聚体的磁性。通过在不同的有机溶剂中分散纳米颗粒后经由“干燥介导自组装”过程，这些团聚体形成了两种不同的结构——一种为有限交联，另一种为大量交联。与孤立纳米颗粒（H_C ~ 250 Oe；H_E ~ 0）相比，它们表现出大的矫顽力 H_C（>1000 Oe）和交换偏置场 H_E（约 350-900 Oe）。结果表明，H_E 随团聚体结构的不同而从负切换为正，且 |H_E| 更大。磁力显微镜揭示了磁畴（跨越 7-10 个纳米颗粒）以及畴切换特征，并证实了磁性测量结果。对“干燥介导自组装”过程的数值模拟表明，纳米颗粒-溶剂相互作用在形成实验观察到的“纳米颗粒团聚体结构”中起着重要作用。另一方面，磁滞回线的数值模拟指出了由于颗粒在不同悬浮介质中表面功能化导致的纳米颗粒表面自旋钉扎的重要性。取决于表面沿易轴方向优先指向的钉扎自旋浓度——从大于 50% 到小于 50%——H_E 从负切换为正。因此，与块体样品和孤立纳米颗粒截然不同，由表面功能化产生的纳米颗粒团聚体根据结构提供了显著的性质可调性。
引用
@article{arxiv.2008.05971,
title = {Large structure-dependent room temperature exchange bias in self-assembled BiFeO3 nanoparticles},
author = {Sudipta Goswami and Aditi Sahoo and Dipten Bhattacharya and Ozgur Karci and P. K. Mohanty},
journal= {arXiv preprint arXiv:2008.05971},
year = {2020}
}
备注
14 pages, 33 pdf figures. Contact authors for the supplementary data and movies