Ансамбли наночастиц ферригидрита с сильными магнитными межчастичными взаимодействиями. Заблокированные и замороженные состояния, сходства и различия
Балаев Д.А., КРасиков А.А., ЯРославцев Р.Н., СкоРобогатов С.А., Князев Ю.В., СтоляР С.В., Исхаков Р.С.

Received: May 7, 2026

DOI: 10.31857/S0044451026080033

PDF (1970.9K)

Изучены температурные зависимости намагниченности M(T) порошковой системы наночастиц ферригидрита со средним размером частиц 2.7 нм, характеризующиеся нестандартным ходом в области температур ниже температуры перехода в суперпарамагнитное состояние. Здесь температура начала необратимого поведения намагниченности T_irr (разделение кривых M(T) для условий охлаждения во внешнем поле и в нулевом поле) оказывается меньшей, чем температура перехода в суперпарамагнитное состояние. Для образцов, демонстрирующих данный эффект, характерны сильные магнитные межчастичные взаимодействия, приводящие к дополнительно замороженному состоянию магнитных моментов частиц ниже стандартной температуры замораживания T_SG (при T>T_SG устанавливается суперпарамагнитное состояние). Установлены диапазоны изменений внешнего магнитного поля и температуры (часть фазовой диаграммы), при которых T_irrSG, и показано, что положение и ширина области на H-T-диаграмме, в которой наблюдается данный эффект, зависят от соотношения энергии магнитных межчастичных взаимодействий, зеемановской энергии магнитного момента частицы и тепловой энергии. В обсуждаемой области H-T-диаграммы реализуется такое состояние магнитных моментов частиц, в котором внешнее поле способно изменять направление магнитных моментов частиц без диссипации (без гистерезиса), но магнитные моменты остаются в частично замороженном состоянии. Такое состояние является атрибутом системы магнитных наночастиц с сильными магнитными межчастичными взаимодействиями. Действительно, для образца ферригидрита, в котором частицы с идентичными размерами пространственно разделены оболочками, указанный эффект не наблюдается, здесь температура T_irr всегда больше температуры перехода в суперпарамагнитное состояние. Ключевые слова: магнитные наночастицы, магнитные межчастичные взаимодействия, ферригидрит, суперспиновое стекло, суперпарамагнитная блокировка, замороженное состояние