Магнитный переход в системах на основе -Fe₂O₃ с различным распределением наночастиц по размерам
Балаев Д.А., Семенов С.В., Дубровский А.А., Князев Ю.В., Кириллов В.Л., Мартьянов О.Н.

Поступила в редакцию: 12 Августа 2025

DOI: 10.7868/S3034641X25110095

PDF (1063.2K)

Редкая полиморфная модификация оксида железа -Fe₂O₃ демонстрирует большую коэрцитивную силу, примерно 20 кЭ, при комнатной температуре (для наночастиц размером около 20 нм). В диапазоне температур 150-80 K в -Fe₂O₃ происходит магнитный переход, приводящий к изменению ряда характеристик, в том числе к значительному уменьшению коэрцитивной силы. Несмотря на то, что полное понимание причины магнитного перехода отсутствует, известно, что этот переход происходит в несколько этапов при постепенном изменении температуры в диапазоне 80-150 K. Исследования реальных систем на основе ансамблей наночастиц -Fe₂O₃ сталкиваются с влиянием распределения частиц по размерам на параметры магнитных переходов и заметно различающимся поведением крупных и мелких наночастиц. В настоящей работе показано, как можно учесть суперпарамагнитное состояние магнитных моментов мелких (менее 6-7 нм) частиц и выявить особенности поведения намагниченности частиц б&оacute;льших размеров в температурном интервале магнитного перехода. В результате, на основании исследования серии из четырех образцов, содержащих наночастицы -Fe₂O₃ с различными средними размерами и различным соотношением крупных и мелких частиц, обнаружено, что температура, при которой происходит смена этапов магнитного перехода (внутри интервала 80-150 K), зависит от размера частиц. Этот результат, наряду с обнаруженным ранее фактом отсутствия магнитного перехода в частицах -Fe₂O₃ (менее 6-7 нм), является проявлением размерного эффекта в этом полиморфе оксида железа.