Fe3O4 纳米颗粒中尺寸依赖磁电耦合的定量测量
强关联电子
2017-09-04 v1
摘要
块体磁铁矿 (Fe3O4)，即磁性罗盘中使用的磁石，已知在低于 ~10 K 时表现出磁电 (ME) 特性；然而，Fe3O4 纳米颗粒中相应的磁电效应一直令人困惑。我们利用高灵敏度磁电磁化率仪，定量研究了嵌入绝缘宿主中、具有均匀直径 (d)（从 3 到 15 nm）的球形 Fe3O4 纳米颗粒的磁电耦合。测量了 Fe3O4 纳米颗粒的本征磁电磁化率 (MES)，对于 d=15 nm 的颗粒，其在 5 K 时的最大值约为 0.6 ps/m。我们发现 MES 随 d 的减小而降低，但在 d=~5 nm 之前仍保持有限值，这接近于观察 Verwey 相变的临界厚度。此外，随着直径减小，MES 变得显著的临界温度从块体的 9.8 K 系统地增加到 d=7 nm 纳米颗粒的 19.7 K，反映了核壳效应对磁电特性的影响。这些结果为研究各种纳米材料中的磁电效应指明了一条新途径。
引用
@article{arxiv.1709.00281,
title = {Quantitative measurements of size-dependent magnetoelectric coupling in Fe3O4 nanoparticles},
author = {Kyongjun Yoo and Byung-Gu Jeon and Sae Hwan Chun and Deepak Rajaram Patil and Yong-jun Lim and Seung-hyun Noh and Jihyo Gil and Jinwoo Cheon and Kee Hoon Kim},
journal= {arXiv preprint arXiv:1709.00281},
year = {2017}
}
备注
19 pages, 4 figures