Везде

RAS PhysicsЖурнал 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

You can
PII
S3034641X25110095-1
DOI
10.7868/S3034641X25110095
Publication type
Article
Status
Published
Authors
D.A. Balaev
  • Affiliation: Институт физики им. Л. В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук
S.V. Semenov
  • Affiliation: Институт физики им. Л. В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук
A.A. Dubrovskij
  • Affiliation: Институт физики им. Л. В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук
U.V. Knazev
  • Affiliation: Институт физики им. Л. В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук
V.L. Kirillov
  • Affiliation: Институт катализа им. Г. К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук
O.N. Mart'anov
  • Affiliation: Институт катализа им. Г. К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук
Volume/ Edition
Volume 168 / Issue number 5
Pages
682-691
Abstract
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.
Keywords
Date of publication
15.11.2025
Year of publication
2025
Number of purchasers
0
Views
33

References

  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
Translate

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Higher Attestation Commission

At the Ministry of Education and Science of the Russian Federation

Scopus

Scientific Electronic Library