МАГНИТНЫЙ ПЕРЕХОД В СИСТЕМАХ НА ОСНОВЕ ε-Fe₂O₃ С РАЗЛИЧНЫМ РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ НАНОЧАСТИЦ ПО РАЗМЕРАМ

Редкая полиморфная модификация оксида железа ε-Fe₂O₃ демонстрирует большую коэрцитивную силу, примерно 20 кЭ, при комнатной температуре (для наночастиц размером около 20 нм). В диапазоне температур 150–80 К в ε-Fe₂O₃ происходит магнитный переход, приводящий к изменению ряда характеристик, в том числе к значительному уменьшению коэрцитивной силы. Несмотря на то, что полное понимание причины магнитного перехода отсутствует, известно, что этот переход происходит в несколько этапов при постепенном изменении температуры в диапазоне 80–150 К. Исследования реальных систем на основе ансамблей наночастиц ε-Fe₂O₃ сталкиваются с влиянием распределения частиц по размерам на параметры магнитных переходов и заметно различающимся поведением крупных и мелких наночастиц. В настоящей работе показано, как можно учесть суперпарамагнитное состояние магнитных моментов мелких (менее 6–7 нм) частиц и выявить особенности поведения намагниченности частиц больших размеров в температурном интервале магнитного перехода. В результате, на основании исследования серии из четырех образцов, содержащих наночастицы ε-Fe₂O₃ с различными средними размерами и различным соотношением крупных и мелких частиц, обнаружено, что температура, при которой происходит смена этапов магнитного перехода (внутри интервала 80–150 К), зависит от размера частиц. Этот результат, наряду с обнаруженным ранее фактом отсутствия магнитного перехода в частицах ε-Fe₂O₃ (менее 6–7 нм), является проявлением размерного эффекта в этом полиморфе оксида железа.