NiFe2O4-NiO納米復(fù)合系統(tǒng)的交換偏置和鍛煉效應(yīng).pdf

1、鐵磁/反鐵磁納米顆粒系統(tǒng)存在的交換偏置效應(yīng)是目前研究的熱點(diǎn)，因?yàn)楫?dāng)鐵磁納米粒子尺寸縮小時(shí)會(huì)產(chǎn)生超順磁行為，這一點(diǎn)由交換偏置效應(yīng)可以克服。為提高存儲(chǔ)器的密度提供可能方案，而引起研究的廣泛關(guān)注。本文的研究對(duì)象主要是NiFe2O4/NiO鐵磁/反鐵磁復(fù)合納米顆粒體系，主要研究實(shí)驗(yàn)樣品的微觀結(jié)構(gòu)、交換偏置效應(yīng)和鍛煉效應(yīng)，并通過對(duì)樣品微觀結(jié)構(gòu)和物理測(cè)量條件的改變，實(shí)現(xiàn)了調(diào)控交換偏置和鍛煉效應(yīng)。
　　1.介紹了磁現(xiàn)象和磁納米材料，交換偏置的發(fā)

2、現(xiàn)、基本的現(xiàn)象，物理圖像的基本的理論模型及研究進(jìn)展，然后給出研究背景和動(dòng)機(jī)。介紹了復(fù)合納米顆粒系統(tǒng)的制備方法，采用共沉淀法和相偏析法制備了NiFe2O4鐵磁納米粒子嵌入到反鐵磁NiO基底中的復(fù)合納米顆粒材料。
　　2.研究了微結(jié)構(gòu)中燒結(jié)溫度的影響，以及交換偏置效應(yīng)的納米粒子的微觀結(jié)構(gòu)的影響。Ni1-xFexO（x=0.09）顆粒樣品是用化學(xué)共沉淀法制備出的，并且經(jīng)過不同溫度（550℃≤TS≤1000℃）燒結(jié)后，鐵磁性相的NiFe2

3、O4從顆粒系統(tǒng)中相偏析出來。并且隨著燒結(jié)溫度的升高顆粒尺寸增大，變化范圍是3nm-55nm。在加場(chǎng)冷卻到250K以下時(shí)，可以同時(shí)觀察到垂直的和水平的交換偏置效應(yīng)，而且交換偏置場(chǎng)強(qiáng)烈的依賴于NiFe2O4顆粒尺寸。隨著顆粒尺寸的增大，交換偏置場(chǎng)單調(diào)減小。當(dāng)NiFe2O4顆粒尺寸小于8nm時(shí)，HEB與MShift呈線性關(guān)系，這是由于鐵磁/類自旋玻璃界面處的交換耦合作用。當(dāng)NiFe2O4顆粒尺寸大于12nm時(shí)，HEB和MShift不再是單一的

4、線性關(guān)系，這歸因于兩種不同界面的交換行為：一種是在NiFe2O4顆粒與類自旋玻璃層的鐵磁/類自旋玻璃交換耦合；另一種是在NiFe2O4鐵磁顆粒和NiO反鐵磁相的鐵磁/反鐵磁耦合。
　　3.交換偏置效應(yīng)的一個(gè)顯著特點(diǎn)是鍛煉效應(yīng)，對(duì)NiFe2O4/NiO交換耦合納米系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)測(cè)量的磁滯回線存在明顯的鍛煉效應(yīng)。當(dāng)測(cè)量循環(huán)次數(shù)n增加時(shí)樣品的HEB逐漸減小。HEB隨磁場(chǎng)減小的規(guī)律揭示了有兩種不同形式的鍛煉機(jī)理存在：非熱激活貢獻(xiàn)和熱激活機(jī)制

5、。前者導(dǎo)致在初次循環(huán)和第二次循環(huán)之間鍛煉效應(yīng)的變化非常劇烈，后者導(dǎo)致第二次循環(huán)之后的變化相對(duì)緩慢一些。隨著顆粒尺寸的增大，交換偏置場(chǎng)和增加的矯頑場(chǎng)經(jīng)過鍛煉過程后呈現(xiàn)非單調(diào)的變化關(guān)系，當(dāng)樣品尺寸約為22nm（S5）時(shí)為最大減少量。這時(shí)界面處的自旋粒子具有更低的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定能力。HEB和△HC在鍛煉過程中不同的衰減率是由于他們起源于存在不同的界面耦合機(jī)理，凍結(jié)的反鐵磁自旋作為釘扎中心能有效地釘扎附近的鐵磁自旋，這導(dǎo)致HEB的產(chǎn)生，而可反轉(zhuǎn)的反鐵