Abstract: Магнитная структура полиморфной модификации оксида железа ε-Fe2O3 является коллинеарной ферримагнитной в диапазоне от комнатной температуры до ~150 K. Далее, при уменьшении температуры в ε-Fe2O3 происходит магнитный переход, сопровождающийся значительным уменьшением коэрцитивной силы HC, и в области низких температур ε-Fe2O3 характеризуется сложной несоразмерной магнитной структурой. В данной работе экспериментально исследованы процессы динамического перемагничивания наночастиц ε-Fe2O3 среднего размера 8 nm в температурном диапазоне 80-300 K, охватывающем различные типы магнитной структуры этого оксида железа. Исследовался объемный материал --- ксерогель SiO2 с внедренными в поры наночастицами ε-Fe2O3. Для измерения петель магнитного гистерезиса в условиях динамического перемагничивания применена методика импульсных магнитных полей напряженностью Hmax до 130 kOe, использующая метод разрядки батареи конденсаторов через соленоид. Коэрцитивная сила HC при динамическом перемагничивании заметно превосходит HC для квазистатических условий. Это вызвано процессами суперпарамагнитной релаксации магнитных моментов частиц при импульсном перемагничивании. В диапазоне от комнатной температуры до ~150 K скорость изменения внешнего поля dH/dt является основным параметром, определяющим поведение коэрцитивной силы в условиях динамического перемагничивания. Именно такое поведение ожидается для системы однодоменных ферро- и ферримагнитных частиц. Во внешних условиях (при температуре 80 K), когда магнитная структура ε-Fe2O3 является несоразмерной, коэрцитивная сила при импульсном перемагничивании уже неоднозначно зависит от параметра dH/dt, и в большой степени определяется величиной максимального приложенного поля Hmax. Такое поведение, нехарактерное для систем ферримагнитных частиц, уже вызвано динамическими процессами спинов внутри частиц ε-Fe2O3 при быстром перемагничивании. Ключевые слова: наночастицы ε-Fe2O3, динамическое перемагничивание, коэрцитивная сила.

Cite: Попков С.И. , Красиков А.А. , Семенов С.В. , Дубровский А.А. , Якушкин С.С. , Кириллов В.Л. , Мартьянов О.Н. , Балаев Д.А.
Особенности импульсного перемагничивания высококоэрцитивного материала на основе наночастиц ε-Fe2O3
Физика твердого тела. 2020. Т.62. №3. С.395-402. DOI: 10.21883/FTT.2020.03.49003.609 publication_identifier_short.rsci_identifier_type РИНЦ

ArticleLinkType.ORIGINAL_TO_TRANSLATED: Popkov S.I. , Krasikov A.A. , Semenov S.V. , Dubrovskii A.A. , Yakushkin S.S. , Kirillov V.L. , Mart’yanov O.N. , Balaev D.A.
Features of the Pulsed Magnetization Switching in a High-Coercivity Material Based on ε-Fe2O3 Nanoparticles
Physics of the Solid State. 2020. V.62. N3. P.445-453. DOI: 10.1134/S1063783420030166 WOS Scopus РИНЦ

Files: Full text from publisher

Dates:

Submitted:	Oct 17, 2019
Accepted:	Oct 17, 2019
Published online:	Feb 18, 2020
Published print:	Mar 1, 2020

Identifiers:

RSCI	RSCI:42776718
Elibrary	42776718
OpenAlex	W3007073457

Altmetrics: