Вышедшие номера
Магнитные свойства системы ультрамалых наночастиц NiFe2O4 с покрытием ПВА
Министерство образования и науки Российской Федераци, госзадание ИФ СО РАН
Министерство образования и науки Российской Федераци, госзаданийе ФИЦ КНЦ СО РАН
Балаев Д.А.1, Красиков А.А.1, Великанов Д.А.1,2, Столяр С.В.1,2, Шохрина А.О.2, Балаев А.Д.1, Исхаков Р.С.1
1Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук, Красноярск, Россия
2Federal Research Center KSC SB, Russian Academy of Sciences, Krasnoyarsk, Russia
Email: dabalaev@iph.krasn.ru
Поступила в редакцию: 25 июня 2025 г.
В окончательной редакции: 28 июля 2025 г.
Принята к печати: 28 июля 2025 г.
Выставление онлайн: 21 октября 2025 г.

Исследованы статические магнитные свойства системы наночастиц NiFe2O4 (средний размер 4.5 nm), покрытых поливиниловым спиртом (ПВА). Проведенный анализ кривых намагничивания позволил заключить, что малый размер частиц обуславливает выраженную структуру типа "ядро/оболочка" со структурным и магнитным порядком в "ядре", и, соответственно, беспорядком в "оболочке" частиц. При этом толщина разупорядоченного поверхностного слоя составляет ~1 nm, а ферримагнитное "ядро" может сформироваться только в частицах размером около 4 nm и более. Покрытие частиц приводит к их пространственному разделению и уменьшению интенсивности магнитных межчастичных взаимодействий, что следует из сравнения с данными для реперного образца с идентичными размерами частиц без их покрытия ПВА. Ослабление магнитных межчастичных взаимодействий проявляется в уменьшении температуры суперпарамагнитной блокировки магнитных моментов частиц, обусловленных ферримагнитно упорядоченным "ядром". Другим важным следствием пространственного разделения частиц является развал общей интегрированной поверхности для кластера частиц, которая реализуется в реперном образце. Это проявляется в меньшем значении коэрцитивной силы петли магнитного гистерезиса (при T=4.2 K) исследованной системы частиц, покрытых ПВА. Также, в работе обсуждаются процессы замораживания атомных магнитных моментов, находящихся в разупорядоченных областях частиц. Ключевые слова: феррит никеля, наночастицы, магнитные межчастичные взаимодействия.
  1. H.A. Khan, M.K. Sakharkar, A. Nayak, U. Kishore, A. Khan. Nanobiomaterials 2018, 357 (2018)
  2. M. Amiri, M. Salavati-Niasari, A. Akbari. Adv. Colloid Interface Sci. 265, 29 (2019)
  3. Ali, T. Shah, R. Ullah, P. Zhou, M. Guo, M. Ovais, Z. Tan, Y. Rui. Front. Chem. 9, 629054 (2021)
  4. S. Ohkoshi, A. Namai, K. Imoto, M. Yoshikiyo, W. Torora, K. Nakagawa, M. Komine, Y. Miyamoto, T. Nasu, S. Oka, H. Tokoro. Sci. Rep. 5, 14414 (2015)
  5. A. Namai, M. Yoshikiyo, K. Yamada, S. Sakurai, T. Goto, T. Yoshida, T. Miyazaki, M. Nakajima, T. Suemoto, H. Tokoro, S. Ohkoshi. Nat. Commun. 3, 1035 (2012)
  6. X. Batlle, C. Moya, M. Escoda-Torroella, \`O. Iglesias, A.F. Rodriguez, A. Labarta. J. Magn. Magn. Mater. 543, 168594 (2022)
  7. C. Djurberg, P. Svedlindh, P. Nordblad, M. F. Hansen, F. B dker, S. M rup. Phys. Rev. Lett. 79, (N25) 5154 (1997)
  8. G.F. Goya, T.S. Berquo, F.C. Fonseca, M.P. Morales. J. Appl. Phys. 94, 3520 (2003)
  9. S. M rup, D.E. Madsen, C. Fradsen, C.R.H. Bahl, M.F. Hansen. J. Phys.: Condens. Matter 19, 213202 (2007)
  10. J.M. Vargas, W.C. Nunes, L.M. Socolovsky, M. Knobel, D. Zanchet. Phys. Rev. B 72, 184428 (2005)
  11. M. Suzuki, S.I. Fullem, I.S. Suzuki, L. Wang, Ch.-J. Zhong. Phys. Rev. B 79, 024418 (2009)
  12. S.V. Komogortsev, V.A. Fel'k, O.A. Li. J. Magn. Magn. Mater. 473, 410 (2019)
  13. W.C. Nunes, L.M. Socolovsky, J.C. Denardin, F. Cebollada, A.L. Brandl, M. Knobel. Phys. Rev. B 72, 212413 (2005)
  14. M. Knobel, W.C. Nunes, H. Winnischofer, T.C.R. Rocha, L.M. Socolovsky, C.L. Mayorga, D. Zanchet. Journal of Non-Crystalline Solids 353, 743 (2007)
  15. F. Fabris, Kun-Hua Tu, C.A. Ross, W.C. Nunes. J. Appl. Phys. 126, 173905 (2019)
  16. C.A.M. Vieira, R. Cabreira Gomes, F.G. Silva, A.L. Dias, R. Aquino, A.F.C. Campos, J. Depeyrot. J. Phys.: Condens. Matter 31, 17580 (2019)
  17. T.S. Berquo, J.J. Erbs, A. Lindquist, R.L. Penn, S.K. Banerjee. J. Phys.: Condens. Matter 21, 176005 (2009)
  18. K. Nadeem, M. Kamran, A. Javed, F. Zeb, S.S. Hussain, M. Mumtaz, H. Krenn, D.V. Szabo, U. Brossmann, X. Mu. Solid State Sciences 83, 43 (2018)
  19. А.А. Красиков, Ю.В. Князев, Д.А. Балаев, С.В. Столяр, В.П. Ладыгина, А.Д. Балаев, Р.С. Исхаков. ЖЭТФ 164, 1026 (2023)
  20. Yu.V. Knyazev, D.A. Balaev, S.A. Skorobogatov, D.A. Velikanov, O.A. Bayukov, S.V. Stolyar, R.N. Yaroslavtsev, R.S. Iskhakov. Phys. Rev. B 107, 115413 (2023)
  21. Д.А. Балаев, А.А. Красиков, С.В. Столяр, Р.Н. Ярославцев, С.А. Скоробогатов, Д.А. Великанов, Р.С. Исхаков. ФТТ 66 (11), 1912 (2024)
  22. Ю.В. Князев, Д.А. Балаев, С.А. Скоробогатов, Д.А. Великанов, О.А. Баюков, С.В. Столяр, В.П. Ладыгина, А.А. Красиков, Р.С. Исхаков. ФММ 125 (4), 420 (2024)
  23. Д.А. Балаев, А.А. Красиков, Ю.В. Князев, С.В. Столяр, А.О. Шохрина, А.Д. Балаев, Р.С. Исхаков. Письма ЖЭТФ 120 (10), 785 (2024)
  24. Д.А. Балаев, А.А. Красиков, С.А. Скоробогатов, С.В. Столяр, Р.Н. Ярославцев, Р.С. Исхаков. Письма ЖЭТФ 122, 1, 53 (2025)
  25. D. Caruntu, G. Caruntu, Ch.J. O'Connor. J. Phys. D: Appl. Phys. 40, 5801 (2007)
  26. D.A. Balaev, S.V. Semenov, A.A. Dubrovskiy, S.S. Yakushkin, V.L. Kirillov, O.N. Martyanov. J. Magn. Magn. Mater. 440, 199 (2017)
  27. M. Vasilakaki, F. Gemenetzi, E. Devlin, D.K. Yi, S.N. Riduan, S.S. Lee, J.Y. Ying, G.C. Papaefthymiou, K.N. Trohidou. J. Magn. Magn. Mater. 522, 167570 (2021).
  28. Yu.V. Knyazev, D.A. Balaev, S.V. Stolyar, A.O. Shokhrina, D.A. Velikanov, A.I. Pankrats, A.M. Vorotynov, A.A. Krasikov, S.A. Skorobogatov, M.N. Volochaev, O.A. Bayukov, R.S. Iskhakov. J. Magn. Magn. Mater. 613, 172675 (2025)
  29. С.В. Столяр, О.А. Ли, Е.Д. Николаева, Н.М. Боев, А.М. Воротынов, Д.А. Великанов, Р.С. Исхаков, В.Ф. Пьянков, Ю.В. Князев, О.А. Баюков, А.О. Шохрина, М.С. Молокеев, А.Д. Васильев. ФТТ 65, 1006 (2023)
  30. С.В. Столяр, О.А. Ли, Е.Д. Николаева, А.М. Воротынов, Д.А. Великанов, Ю.В. Князев, O.A. Баюков, Р.С. Исхаков, В.Ф. Пьянков, М.Н. Волочаев. ФММ 124, 182 (2023)
  31. S.V. Stolyar, O.A. Li, A.M. Vorotynov, D.A. Velikanov, N.G. Maksimov, R.S. Iskhakov, V.P. Ladygina, A.O. Shokhrina. Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics 88, 536 (2024)
  32. S.V. Stolyar, E.D. Nikolaeva, O.A. Li, D.A. Velikanov, A.M. Vorotynov, V.F. Pyankov, V.P. Ladygina, A.L. Sukhachev, D.A. Balaev, R.S. Iskhakov. Inorganic Materials: Applied Research 15, 927 (2024)
  33. С.В. Столяр, И.Г. Важенина, А.О. Шохрина, Е.Д. Николаева, О.А. Ли, Р.С. Исхаков, А.В. Белый. ФТТ 67, 7, 1328 (2025)
  34. А.Д. Балаев, Ю.В. Бояршинов, М.М. Карпенко, Б.П. Хрусталев. ПТЭ 3, 167 (1985)
  35. Д.А. Великанов. Вестник СибГАУ 14, 2, 176 (2013)
  36. R.H. Kodama, A.E. Berkowitz, E.J. McNiff, S. Foner. J. Appl. Phys. 81, 5552 (1997)
  37. R.J. Tackett, A.W. Bhuiya, C.E. Botez. Nanotechnology 20, 445705 (2009)
  38. S. Mitra, K. Mandal, P. Anil Kumar. J. Magn. Magn. Mater. 306, 254 (2006)
  39. A. Millan, A. Urtizberea, N.J.O. Silva, F. Palacio, V.S. Amaral, E. Snoeck, V. Serin. J. Magn. Magn. Mater. 312, L5 (2007)
  40. A.P. Safronov, I.V. Beketov, S.V. Komogortsev, G.V. Kurlyandskaya, A.I. Medvedev, D.V. Leiman, A. Larranaga, S.M. Bhagat. AIP Adv. 3, 052135 (2013)
  41. D. Zakutna, D. Nivzvnansky, L.C. Barnsley, E. Babcock, Z. Salhi, A. Feoktystov, D. Honecker, S. Disch. Phys. Rev. X 10, 031019 (2020)
  42. Li Wang, J. Li, M. Lu, H. Dong, J. Hua, S. Xu, H. Li. J. Supercond. Nov. Magn. 28, 191 (2015)
  43. А.А. Красиков, Д.А. Балаев. ЖЭТФ 163, 115 (2023)
  44. Ю. Ситихадзе, Х. Сато. Ферриты. Мир, М. (1964). 407 с
  45. A. Adam, Z. Ali, E. Abdeltwab, Y. Abbas. Journal of Ovonic Research 5 (5), 157 (2009).

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.