Особенности магнитного состояния ансамбля наночастиц замещенных манганитов: эксперимент и модельные расчеты

Abstract

Выполнен количественный анализ магнитных характеристик ансамбля наночастиц La₀.₆Sm₀.₁Sr₀.₃MnO₃, измеренных при различных температурах. Базируясь на результатах анализа, проведено моделирование полевых и температурных зависимостей намагниченности ансамбля. Расчеты свидетельствуют об определяющем влиянии разброса по параметрам наночастиц на значение ключевых магнитных характеристик ансамбля: коэрцитивной силы, остаточной намагниченности и температуры блокировки. Показано, что полное соответствие между экспериментальными и рассчитанными зависимостями может быть достигнуто только в предположении о наличии в суммарном магнитном сигнале вкладов от двух различных областей — анизотропных сильномагнитных и изотропных слабомагнитных. Определены закономерности, касающиеся влияния температуры на поведение каждого типа областей. Сделан вывод, что предложенная в данной работе процедура анализа может использоваться для характеризации свойств других систем магнитных наночастиц, а также может быть расширена для анализа и прогнозирования результатов магнитодинамических измерений.

Виконано кількісний аналіз магнітних характеристик ансамбля наночастинок La₀.₆Sm₀.₁Sr₀.₃MnO₃, виміряних за різних температур. Базуючись на результатах аналізу, проведено моделювання польових і температурних залежностей намагніченості ансамблю. Розрахунки свідчать про визначальний вплив розкиду за параметрами наночастинок на значення ключових магнітних характеристик ансамблю: коерцитивної сили, залишкової намагніченості та температури блокування. Показано, що повна відповідність між експериментальними та розрахованими залежностями може бути досягнута лише в припущенні про наявність у сумарному магнітному сигналі внесків від двох різних областей — анізотропних сильномагнітних та ізотропних слабкомагнітних. Визначено закономірності, що стосуються впливу температури на поведінку кожного типу областей. Зроблено висновок, що запропонована в даній роботі процедура аналізу може використовуватись для охарактеризування магнітних властивостей інших систем магнітних наночастинок, а також може бути розширена для аналізу та прогнозування результатів магнітодинамічних вимірювань.

The magnetic characteristics of ensembles of La₀.₆Sm₀.₁Sr₀.₃MnO₃ nanoparticles measured at different temperatures are analyzed quantitatively. The field and temperature dependences of the magnetization of the ensemble are calculated on the basis of this analysis. The calculations indicate that the spread in the parameters of the nanoparticles has a decisive influence on the key magnetic parameters of the ensemble: coercitive force, residual magnetization, and blocking temperature. It is shown that complete agreement between the experimental and calculated dependences is possible only if it is assumed that two different regions contribute to the total magnetic signal: anisotropic strong magnetic and isotropic weak magnetic regions. The effect of temperature on the behavior of the two types of regions is determined. It is concluded that the analytic procedure proposed here can be used to characterize the properties of other systems of magnetic nanoparticles, and can also be extended to the analysis and prediction of the results of magnetodynamic measurements.