Везде

ОФНЖурнал экспериментальной и теоретической физики Journal of Experimental and Theoretical Physics

  • ISSN (Print) 0044-4510
  • ISSN (Online) 3034-641X

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

Вы можете
Код статьи
S3034641X25110095-1
DOI
10.7868/S3034641X25110095
Тип публикации
Статья
Статус публикации
Опубликовано
Авторы
Балаев Д.А.
  • Аффилиация: Институт физики им. Л. В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук
Семенов С.В.
  • Аффилиация: Институт физики им. Л. В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук
Дубровский А.А.
  • Аффилиация: Институт физики им. Л. В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук
Князев Ю.В.
  • Аффилиация: Институт физики им. Л. В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук
Кириллов В.Л.
  • Аффилиация: Институт катализа им. Г. К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук
Мартьянов О.Н.
  • Аффилиация: Институт катализа им. Г. К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук
Том/ Выпуск
Том 168 / Номер выпуска 5
Страницы
682-691
Аннотация
Редкая полиморфная модификация оксида железа ε-FeO демонстрирует большую коэрцитивную силу, примерно 20 кЭ, при комнатной температуре (для наночастиц размером около 20 нм). В диапазоне температур 150–80 К в ε-FeO 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-FeO 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-FeO 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-FeO (менее 6–7 нм), является проявлением размерного эффекта в этом полиморфе оксида железа.
Ключевые слова
Дата публикации
15.11.2025
Год выхода
2025
Всего подписок
0
Всего просмотров
28

Библиография

  1. 1. L. Machala, J. Tucek, and R. Zboril, Chem. Mater. 23, 3255 (2011).
  2. 2. T. Danno, H. Asaoka, M. Nakanishi, T. Fujii, Y. Ikeda, Y. Kusano, and J. Takada, J. Phys. Conf. Ser. 200, 082003 (2010).
  3. 3. J. Tucek, L. Machala, S. Ono, A. Namai, M. Yoshikiyo, K. Imoto, H. Tokoro, S. Ohkoshi, and R. Zboril, Sci. Rep. 5, 15091 (2015).
  4. 4. J. Tucek, R. Zboril, A. Namai, and S. Ohkoshi, Chem. Mater. 22, 6483 (2010).
  5. 5. M. Gich, A. Roig, C. Frontera, E. Molins, J. Sort, M. Popovici, G. Chouteau, D. M. y Marero, and J. Nogues, J. Appl. Phys. 98, 44307 (2005).
  6. 6. M. Kurmoo, J.-L. Rehspringer, A. Hutlova, C. D'Orlans, S. Vilminot, C. Estournes, and D. Niznansky, Chem. Mater. 17, 1106 (2005).
  7. 7. S. Ohkoshi, S. Sakurai, J. Jin, and K. Hashimoto, J. Appl. Phys. 97, 10K312 (2005).
  8. 8. M. Gich, C. Frontera, A. Roig, E. Taboada, E. Molins, H. R. Rechenberg, J. D. Ardisson, W. A. A. Macedo, C. Ritter, V. Hardy, J. Sort, V. Skumryev, and J. Nogues, Chem. Mater. 18, 3889 (2006).
  9. 9. J. Jin, K. Hashimoto, and S. Ohkoshi, J. Mater. Chem. 15, 1067 (2005).
  10. 10. S. Sakurai, S. Kuroki, H. Tokoro, K. Hashimoto, and S. Ohkoshi, Adv. Funct. Mater. 17, 2278 (2007).
  11. 11. V. N. Nikolic, V. Spasojevic, M. Panjan, L. Kopanja, A. Mrakovic, and M. Tadic, Ceram. Int. 43, 7497 (2017).
  12. 12. V. N. Nikolic, M. Tadic, M. Panjan, L. Kopanja, N. Cyjeticanin, and V. Spasojevic, Ceram. Int. 43, 3147 (2017).
  13. 13. M. Tadic, V. Spasojevic, V. Kusigerski, D. Markovic, and M. Remiskar, Scr. Mater. 58, 703 (2008).
  14. 14. M. Tadic, I. Milosevic, S. Kralj, M. Mitric, D. Makovec, M-L. Saboungid, and L. Motte, Nanoscale 9, 10579 (2017).
  15. 15. M. Polaskova, O. Malina, J. Tucek, and P. Jakubec, Nanoscale 14, 5501 (2022).
  16. 16. Б. А. Горбачев, Е. С. Козлякова, Л. А. Трусова, А. Е. Слепцова, М. А. Зыкина, П. Е. Казин, Успехи химии, 90 (10), 1287 (2021) @@ Е. А. Gorbachev, Е. S. Kozlyakova, L. А. Trusov, А. Е. Sleptsova, М. А. Zykin, and Р. Е. Kazin, Russ. Chem. Rev. 90 (10), 1287 (2021).
  17. 17. Е. Gorbachev, М. Soshnikov, М. Wu, L. Alyabyeva, D. Myakishev, Е. Kozlyakova, V. Lebedev, Е. Anokhin, B. Gorshunov, O. Brylev, Р. Kazin, and L. Trusov, J. Mater. Chem. C 9, 6173 (2021).
  18. 18. А. Namai, М. Yoshikiyo, К. Yamada, S. Sakurai, T. Goto, T. Yoshida, T. Miyazaki, M. Nakajima, T. Suemoto, H. Tokoro, and S. Ohkoshi, Nat. Commun. 3, 1035 (2012).
  19. 19. М. Yoshikiyo, А. Namai, М. Nakajima, К. Yamaguchi, T. Suemoto, and S. Ohkoshi, J. Appl. Phys. 115, 172613 (2014).
  20. 20. S. Ohkoshi, S. Kuroki, S. Sakurai, K. Matsumoto, K. Sato, and S. Sasaki, Angew. Chem. Int. Ed. 46, 8392 (2007).
  21. 21. Yu. V. Knyazev, A. I. Chumakov, A. A. Dubrovskiy, S. V. Semenov, I. Sergueev, S. S. Yakushkin, V. L. Kirillov, O. N. Martyanov, and D. A. Balaev, Phys. Rev. B 101, 094408 (2020).
  22. 22. D. A. Balaev, I. S. Poperechny, A. A. Krasikov, K. A. Shaikhutdinov, A. A. Dubrovskiy, S. I. Popkov, A. D. Balaev, S. S. Yakushkin, G. A. Bukhtiyarova, O. N. Martyanov, and Yu. L. Raikher, J. Appl. Phys. 117, 063908 (2015).
  23. 23. Ю. В. Князев, Д. А. Балаев, В. Л. Кириллов, О. А. Баюков, О. Н. Мартьянов, Письма в ЖЭТФ 108, 558 (2018) @@ Yu. V. Knyazev, D. A. Balaev, V. L. Kirillov, O. A. Bayukov, and O. N. Mart'yanov, JETP Lett. 108, 527 (2018).
  24. 24. Д. А. Балаев, А. А. Дубровский, Ю. В. Князев, С. В. Семенов, В. Л. Кириллов, О. Н. Мартьянов, ФТТ 65, 979 (2023) @@ D. A. Balaev, A. A. Dubrovskiy, Yu. V. Knyazev, S. V. Semenov, V. L. Kirillov, and O. N. Martyanov, Phys. Solid State, 65, 938 (2023).
  25. 25. Y. Ch. Tseng, N. M. Souza-Neto, D. Haskel, M. Gich, C. Frontera, A. Roig, M. van Veenendaal, and J. Nogues, Phys. Rev. B 79, 094404 (2009).
  26. 26. J. Kohout, P. Brazd a, K. Zaveta, D. Kubanova, T. Kmjec, L. Kuboikova, M. Klementova, E. Santava, and A. Lanock, J. Appl. Phys. 117, 17D505 (2015).
  27. 27. Ю. В. Князев, А. И. Чумаков, А. А. Дубровский, С. В. Семенов, С. С. Якушкин, В. Л. Кириллов, О. Н. Мартьянов, Д. А. Балаев, Письма в ЖЭТФ 110, 614 (2019) @@ Y. V. Knyazev, A. I. Chumakov, A. A. Dubrovskiy, S. V. Semenov, S. S. Yakushkin, V. L. Kirillov, O. N. Martyanov, and D. A. Balaev, JETP Lett. 110, 613 (2019).
  28. 28. D. A. Balaev, Yu. V. Knyazev, S. V. Semenov, A. A. Dubrovskiy, A. I. Lasukov, S. A. Skorobogatov, E. D. Smorodina, V. L. Kirillov, and O. N. Martyanov, Ceram. Int. 51, 650 (2025).
  29. 29. R. D. Zysler, D. Fiorani, A. M. Testa, L. Suber, E. Agostinelli, and M. Godinho, Phys. Rev. B 68, 212408 (2003).
  30. 30. R. N. Bhowmik and A. Saravanan, J. Appl. Phys. 107, 053916 (2010).
  31. 31. D. Sarkar, M. Mandal, and K. Mandal, J. Appl. Phys. 112, 064318 (2012).
  32. 32. H. M. Lu and X. K. Meng, J. Phys. Chem. C 114, 21291 (2010).
  33. 33. X. B. Jiang, B. B. Xiao, H. Yu. Yang, X. Y. Gu, H. Ch. Sheng, and X. H. Zhang, Appl. Phys. Lett. 109, 203110 (2016).
  34. 34. G. F. Goya, T. S. Berquo, F. C. Fonseca, and M. P. Morales, J. Appl. Phys. 94, 3520 (2003).
  35. 35. 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).
  36. 36. Ю. В. Князев, Д. А. Балаев, А. А. Дубровский, С. В. Семенов, В. Л. Кириллов, О. Н. Мартьянов, Письма в ЖЭТФ 121, 839 (2025) @@ Yu. V. Knyazev, D. A. Balaev, A. A. Dubrovskiy, S. V. Semenov, V. L. Kirillov, and O. N. Martyanov, JETP Letters 121, 800 (2025).
  37. 37. D. A. Balaev, S. V. Semenov, A. A. Dubrovskiy, Yu. V. Knyazev, V. L. Kirillov, K. A. Shaykhutdinov, and O. N. Martyanov, J. Supercond. Nov. Magn. 38, 184 (2025).
  38. 38. J. Wang, W. Wu, F. Zhao, and G. Zhao, J. Appl. Phys. 109, 056101 (2011).
  39. 39. N. Rinaldi-Montes, P. Gorria, D. Martinez-Blanco, A.B. Fuertes, I. Puente-Orench, L. Olivi, and J. A. Blanco, AIP Adv. 6, 056104 (2016).
  40. 40. M. Tadic, D. Nikolic, M. Panjan, and G. R. Blake, J. Alloys Compd. 647, 1061 (2015).
  41. 41. X. G. Zheng, C. N. Xu, K. Nishikubo, K. Nishiyama, W. Higemoto, W. J. Moon, E. Tanaka, and E. S. Otabe, Phys. Rev. B 72, 014464 (2005).
  42. 42. L. He, C. Chen, N. Wang, W. Zhou, and L. Guo, J. Appl. Phys. 102, 103911 (2007).
QR
Перевести

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Высшая аттестационная комиссия

При Министерстве образования и науки Российской Федерации

Scopus

Научная электронная библиотека