Магнитные межчастичные взаимодействия и суперпарамагнитная блокировка порошковых систем наночастиц биогенного ферригидрита

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Изучена и проанализирована магнитополевая зависимость температуры суперпарамагнитной блокировки TB систем антиферромагнитно упорядоченных наночастиц ферригидрита. Исследованы две порошковые системы наночастиц - «биогенный» ферригидрит, выделенный в результате жизнедеятельности бактерий, на поверхности частиц (средний размер 2.7 нм) которого присутствует тонкая органическая оболочка, а также биогенный ферригидрит, прошедший низкотемпературный отжиг, в результате которого увеличился средний размер частиц (3.8 нм) и «выгорела» органическая оболочка. Характер температурных зависимостей намагниченности, измеренных после охлаждения в малом поле, а также вид полученных зависимостей TB(H) демонстрируют специфические черты, указывающие на влияние магнитных межчастичных взаимодействий. Детальный анализ зависимостей TB(H) в рамках модели случайной магнитной анизотропии позволил получить количественные оценки интенсивности магнитных межчастичных взаимодействий и определить константы магнитной анизотропии индивидуальных частиц ферригидрита.

Об авторах

А. А. Красиков

Институт физики им. Л. В. Киренского ФИЦ КНЦ Сибирского отделения Российской академии наук

Email: kaa3000@yandex.ru
660036, Akademgorodok, Krasnoyarsk, Russia

Ю. В. Князев

Институт физики им. Л. В. Киренского ФИЦ КНЦ Сибирского отделения Российской академии наук

Email: kaa3000@yandex.ru
660036, Akademgorodok, Krasnoyarsk, Russia

Д. А. Балаев

Институт физики им. Л. В. Киренского ФИЦ КНЦ Сибирского отделения Российской академии наук

Email: dabalaev@iph.krasn.ru
660036, Akademgorodok, Krasnoyarsk, Russia

С. В. Столяр

Институт физики им. Л. В. Киренского ФИЦ КНЦ Сибирского отделения Российской академии наук;ФИЦ КНЦ Сибирского отделения Российской академии наук

Email: kaa3000@yandex.ru
660036, Akademgorodok, Krasnoyarsk, Russia; 660036, Krasnoyarsk, Russia

В. П. Ладыгина

ФИЦ КНЦ Сибирского отделения Российской академии наук

Email: kaa3000@yandex.ru
660036, Krasnoyarsk, Russia

А. Д. Балаев

Институт физики им. Л. В. Киренского ФИЦ КНЦ Сибирского отделения Российской академии наук

Email: kaa3000@yandex.ru
660036, Akademgorodok, Krasnoyarsk, Russia

Р. С. Исхаков

Институт физики им. Л. В. Киренского ФИЦ КНЦ Сибирского отделения Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: kaa3000@yandex.ru
660036, Akademgorodok, Krasnoyarsk, Russia

Список литературы

  1. S. Mørup, M. F. Hansen, and C. Frandsen, Beilstein J. Nanotechnol. 1, 182 (2010).
  2. D. Caruntu, G. Caruntu, and Ch. J. O'Connor, J. Phys. D: Appl. Phys. 40, 5801 (2007).
  3. M. Knobel, W. C. Nunes, H. Winnischofer, T. C. R. Rocha, L. M. Socolovsky, C. L. Mayorga, and D. Zanchet, J. of Non-Crystalline Solids 353, 743 (2007).
  4. M. Knobel, W. C. Nunes, L. M. Socolovsky, E. De Biasi, J. M. Vargas, and J. C. Denardin, J. of Nanoscience and Nanotechnology 8, 2836 (2008).
  5. A. M. Pereira, C. Pereira, A. S. Silva, D. S. Schmool, C. Freire, J.-M. Gren?che, and J. P. Ara?jo, J. Appl. Phys. 109, 114319 (2011).
  6. D. A. Balaev, S. V. Semenov, A. A. Dubrovskiy, S. S. Yakushkin, V. L. Kirillov, O. N. Martyanov, J. Magn. Magn. Mater. 440, 199 (2017).
  7. C. A. M. Vieira, R. Cabreira Gomes, F. G. Silva, A. L. Dias, R. Aquino, A. F. C. Campos, and J. Depeyrot, J. Phys.: Condens. Matter. 31, 17580 (2019).
  8. J. M. Vargas, W. C. Nunes, L. M. Socolovsky, M. Кnobel, and D. Zanchet, Phys. Rev. B 72, 184428 (2005).
  9. K. Nadeem, H. Krenn, T. Traussnig, R. W?rschum, D. V. Szabø, and I. Letofsky-Papst, J. Magn. Magn. Mater. 323, 1998 (2011).
  10. S. V. Komogortsev, V. A. Fel'k, and O. A. Li, J. Magn. Magn. Mater. 473, 410 (2011).
  11. L. L. Afremov, S. V. Anisimov, and I. G. Iliushin, Chinese J. of Phys. 70, 324 (2021).
  12. С. В. Комогорцев, Р. С. Исхаков, В. А. Фельк, ЖЭТФ 5, 886 (2019).
  13. S. Mørup, D. E. Madsen, C. Fradsen, C. R. H. Bahl, and M. F. Hansen, J. Phys.: Condens. Matter 19, 213202 (2007).
  14. Ю. Л. Райхер, В. И. Степанов, ЖЭТФ 134, 514 (2008).
  15. L. N'eel, C. R. Acad. Sci. Paris 253, 203 (1961).
  16. A. Millan, A. Urtizberea, N. J. O. Silva, F. Palacio, V. S. Amaral, E. Snoeck, and V. Serin, J. Magn. Magn. Mater. 312, L5 (2007).
  17. P. Dutta, S. Pal, M. S. Seehra, N. Shah, G. P. Hu man, J. Appl. Phys. 105, 07B501 (2009).
  18. V. L. Kirillov, D. A. Balaev, S. V. Semenov, K. A. Shaikhutdinov, and O. N. Martyanov, Mater. Chem. Phys. 145, 75 (2014).
  19. V. L. Kirillov, S. S. Yakushkin, D. A. Balaev, A. A. Dubrovskiy, S. V. Semenov, Yu. V. Knyazev, O. A. Bayukov, D. A. Velikanov, D. A. Yatsenko, and O. N. Martyanov, Mater. Chem. Phys. 225, 292 (2019).
  20. C. Gilles, P. Bonville, K. К. W. Wong, and S. Mann, Eur. Phys. J. B 17, 417 (2014).
  21. C. Gilles, P. Bonville, H. Rakoto, J. M. Broto, K. К. W. Wong, and S. Mann, J. Magn. Magn. Mater. 241, 430 (2002).
  22. A. Punnoose, T. Phanthavady, M. Seehra, N. Shah, and G. Hu man, Phys. Rev. B 69, 054425 (2004).
  23. N. J. O. Silva, V. S. Amaral, and L. D. Carlos, Phys. Rev. B 71, 184408 (2005).
  24. Д. А. Балаев, А. А. Дубровский, А. А. Красиков, С. В. Столяр, Р. С. Исхаков, В. П. Ладыгина, Е. Д. Хилажева, Письма ЖЭТФ 98, 160 (2013).
  25. Д. А. Балаев, А. А. Красиков, А. А. Дубровский, С. В. Семенов, О. А. Баюков, С. В. Столяр, Р. С. Исхаков, В. П. Ладыгина, Л. А. Ищенко, ЖЭТФ 146, 546 (2014).
  26. D. A. Balaev, A. A. Кrasikov, A. A. Dubrovskiy, S. I. Popkov, S. V. Stolyar, O. A. Bayukov, R. S. Iskhakov, V. P. Ladygina, and R. N. Yaroslavtsev, J. Magn. Magn. Mater. 410, 71 (2016).
  27. С. В. Столяр, Р. Н. Ярославцев, Р. С. Исхаков, О. А. Баюков, Д. А. Балаев, А. А. Дубровский, А. А. Красиков, В. П. Ладыгина, А. М. Воротынов, М. Н. Волочаев, ФТТ 59, 538 (2017).
  28. S. V. Stolyar, D. A. Balaev, A. A. Krasikov, A. A. Dubrovskiy, R. N. Yaroslavtsev, O. A. Bayukov, M. N. Volochaev, and R. S. Iskhakov, J. Supercond. Nov. Magn. 31, 1133 (2018).
  29. Yu. V. Knyazev, D. A. Balaev, S. V. Stolyar, O.A.Bayukov, R. N. Yaroslavtsev, V. P. Ladygina, D. A. Velikanov, and R. S. Iskhakov, J. Alloys Compd. 851, 156753 (2021).
  30. Yu. V. Knyazev, D. A. Balaev, R. N. Yaroslavtsev, A. A. Krasikov, D. A. Velikanov, Yu. L. Mikhlin, M.N.Volochaev, O. A. Bayukov, S. V. Stolyar, and R. S. Iskhakov, Adv. Nano Res. 12, 605 (2022).
  31. Д. А. Балаев, А. А. Красиков, С. В. Столяр, Р.С.Исхаков, В. П. Ладыгина, Р. Н. Ярославцев, О. А. Баюков, А. М. Воротынов, М. Н. Волочаев, А. А. Дубровский, ФТТ 58, 1724 (2016).
  32. L. Gutivrrez, V. Barrøn, M. Andr'es-Verg'es, C. J. Serna, S. Veintemillas-Verdaguer, M. P.Morales, and F. J. L?zaro, J. Geophys. Res. Solid Earth 121, 4118 (2016).
  33. С. В. Столяр, О. А. Баюков, В. П. Ладыгина, Р.С.Исхаков, Л. А. Ищенко, В. Ю. Яковчук, К. Г.Добрецов, А. И. Поздняков, О. Е. Пиксина, ФТТ 53, 97 (2011).
  34. B. Vallina, J. D. Rodriguez-Blanco, A. P. Brown, L.G. Benning, and J. A. Blanco, J. Nanopart. Res. 16, 2322 (2014).
  35. E. L. Duarte, R. Itri, E. Lima Jr, M. S. Baptista, T. S.Berquø, and G. F. Goya, Nanotechnology 17, 5549 (2006).
  36. T. S. Berquø, J. J. Erbs, A. Lindquist, R. L. Penn, and S. K. Banerjee, J. Phys.: Condens. Matter 21, 176005 (2009).
  37. Yu. V. Knyazev, D. A. Balaev, S. V. Stolyar, A.A.Кrasikov, O. A. Bayukov, M. N. Volochaev, R.N.Yaroslavtsev, V. P. Ladygina, D. A. Velikanov, and R. S. Iskhakov, J. Alloys Compd. 889, 161623 (2021).
  38. D. A. Balaev, S. V. Stolyar, Yu. V. Knyazev, R.N. Yaroslavtsev, A. I. Pankrats, A. M. Vorotynov, A. A. Krasikov, D. A. Velikanov, O. A. Bayukov, V.P. Ladygina, and R. S. Iskhakov, Results Phys. 35, 105340 (2022).
  39. Yu. V. Knyazev, D. A. Balaev, S. A. Skorobogatov, D. A. Velikanov, O. A. Bayukov, S. V. Stolyar, R.N.Yaroslavtsev, and R. S. Iskhakov, Phys. Rev. B 107, 115413 (2023).
  40. A. A. Krasikov, Yu. V. Knyazev, D.A.Balaev, D.A.Velikanov, S. V. Stolyar, Yu. L. Mikhlin, R.N.Yaroslavtsev, and R. S. Iskhakov, Physica B 660, 414901 (2023).
  41. Д. А. Великанов, Вестник СибГАУ 2(48), 176 (2013).
  42. А. Д. Балаев, Ю. В. Бояршинов, М. М. Карпенко, Б. П. Хрусталев, ПТЭ 3, 167 (1985).
  43. J. Zhao, F. E. Huggins, Z. Feng, and G. P. Huffman, Phys. Rev. B 54, 3404 (1996).
  44. S. V. Stolyar, D. A. Balaev, V. P. Ladygina, A.A.Dubrovskiy, A. A. Krasikov, S. I. Popkov, O.A. Bayukov, Yu. V. Knyazev, R. N. Yaroslavtsev, M. N. Volochaev, R. S. Iskhakov, K.G.Dobretsov, E.V.Morozov, O. V. Falaleev, E. V. Inzhevatkin, O.A.Кolenchukova, and I. A. Chizhova, J. Supercond. Nov. Magn. 31, 2297 (2018).
  45. J. Fock, M. F. Hansen, C. Frandsen, and S. Mørup, J. Magn. Magn. Mater. 445, 11 (2018).
  46. E. M. Chudnovsky, WM. Saslow, and R. A. Scrota, Phys. Rev. B 33, 251 (1986).
  47. J. C. Denardin, A. L. Brandl, M. Knobel, P. Panissod, A. B. Pakhomov, H. Liu, and X. X. Zhang, Phys. Rev. B 65, 064422 (2002).
  48. Д. А. Балаев, С. И. Попков, А. А. Красиков, А.Д.Балаев, А. А. Дубровский, С. В. Столяр, Р.Н.Ярославцев, В. П. Ладыгина, Р. С. Исхаков, ФТТ 59, 1920 (2017).
  49. А. А. Красиков, Д. А. Балаев, ЖЭТФ 163, 115 (2023).
  50. A. Aharoni, J. Appl. Phys. 61, 3302 (1987).
  51. F. Bødker, S. Mørup, and S. Linderoth, Phys. Rev. Lett. 72, 282 (1994).
  52. J. Mohapatra, M. Xing, J. Elkins, J. Beatty, and J. Ping Liu, J. Phys. D: Appl. Phys. 53, 504004 (2020).
  53. D. A. Balaev, I. S. Poperechny, A. A. Krasikov, S. V. Semenov, S. I. Popkov, Y. V. Knyazev, V. L.Кirillov, S. S. Yakushkin, O. N. Martyanov, and Yu.L.Raikher, J. Phys. D: Appl. Phys. 54, 275003 (2021).
  54. R. D. Zysler, M. Vasquez Mansilla, D. Fiorani, Eur. Phys. J. B 41, 171 (2004).
  55. M. P. Proenca, C. T. Sousa, A. M. Pereira, P.B.Tavares, J. Ventura, M. Vazquez, and J. P.Araujo, Phys. Chem. Chem. Phys. 13, 9561 (2011).
  56. X. Batlle and A. Labarta, J. Phys. D: Appl. Phys. 35, R15 (2002).
  57. C.-R. Lin, R.-K.Chiang, J.-S.Wang, and T.-W. Sung, J. Appl. Phys. 99, 08N710 (2006).
  58. Ю. В. Князев, Д. А. Балаев, В. Л. Кириллов, О.А. Баюков, О. Н. Мартьянов, Письма в ЖЭТФ 108, 558 (2018).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».