Magnetic Interparticle Interactions and Superparamagnetic Blocking of Powder Systems of Biogenic Ferrihydrite Nanoparticles

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

The magnetic-field dependence of the superparamagnetic-blocking temperature TB of systems of antiferromagnetically ordered ferrihydrite nanoparticles has been investigated and analyzed. We studied two powder systems of nanoparticles: particles of “biogenic” ferrihydrite (with an average size of 2.7 nm), released as a result of vital functions of bacteria and coated with a thin organic shell, and particles of biogenic ferrihydrite subjected to low-temperature annealing, which cause an increase in the average particle size (to 3.8 nm) and burning out of the organic shell. The character of the temperature dependences of magnetization, measured after cooling in a weak field, as well as the shape of the obtained dependences TB(H), demonstrate peculiar features, indicating the influence of magnetic interparticle interactions. A detailed analysis of the dependences TB(H) within the random magnetic anisotropy model made it possible to estimate quantitatively the intensity of magnetic particle–particle interactions and determine the magnetic anisotropy constants of individual ferrihydrite particles.

Sobre autores

A. Krasikov

Kirensky Institute of Physics, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

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

Yu. Knyazev

Kirensky Institute of Physics, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

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

D. Balaev

Kirensky Institute of Physics, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

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

S. Stolyar

Kirensky Institute of Physics, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences; Federal Research Center “Krasnoyarsk Science Center of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences”

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

V. Ladygina

Federal Research Center “Krasnoyarsk Science Center of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences”

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

A. Balaev

Kirensky Institute of Physics, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

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

R. Iskhakov

Kirensky Institute of Physics, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Autor responsável pela correspondência
Email: kaa3000@yandex.ru
660036, Akademgorodok, Krasnoyarsk, Russia

Bibliografia

  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).

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 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».