磁性纳米颗粒系统的磁学性质及偶极相互作用研究

来源 :中山大学 | 被引量 : 8次 | 上传用户:lyqhaha
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本文研究了四个问题: (1)偶极相互作用对系统有效能垒分布的影响通过对不同各向异性强度和颗粒浓度的磁性纳米颗粒系统的ZFC/FC曲线的模拟研究发现,系统的阻塞温度TB随着偶极相互作用强度的增强而显著提高,说明偶极相互作用提高磁性纳米颗粒系统的平均有效能垒。同时ZFC/FC曲线模拟结果也表明了偶极相互作用使有效能垒分布的宽度增加。这些结论对当前关于偶极相互作用在改变磁性纳米颗粒系统的有效能垒中起何种作用的争论,具有一定的参考意义。 (2)颗粒的空间排列结构对偶极相互作用系统性质的影响通过对颗粒空间排列为立方排列和无序排列两种系统的ZFC/FC曲线、M-H磁化曲线的模拟研究及关联函数的学习发现,在偶极相互作用的磁性纳米颗粒系统中,颗粒的空间排列结构是一个非常重要的影响因素,不同空间排列结构的系统的磁关联状态、有效能垒分布和磁化过程差别很大。 由于空间排列结构的影响,在一定强度的磁场下,高浓度系统的阻塞温度会比低浓度系统的阻塞温度低,因此在用ZFC/FC曲线分析偶极相互作用系统的有效能垒时,应该考虑系统中颗粒可能形成的空间排列状态,这个结论为偶极相互作用系统有效能垒的争论提供一种新的思路。 此外,本文也提出由于颗粒的空间排列效应和各向异性效应的共同作用,导致偶极相互作用体系在超顺磁温区的磁化过程不能简单地用T*模型描述。 (3)偶极相互作用系统中的磁关联通过研究经过ZFC/FC过程后的系统的磁关联函数发现,偶极相互作用使系统形成包含铁磁性和反铁磁性排列的磁关联结构;这种关联结构与磁性纳米颗粒的空间排列、偶极相互作用强度、系统温度及外磁场的关系密切。磁关联是影响系统的有效能垒分布和磁化过程性质的主要原因之一;由于磁关联的存在,不能直接应用非相互作用的纳米颗粒系统的热剩磁模型分析来偶极相互作用系统的有效能垒分布。此外,本文通过在朗之万函数中引入场相关的关联长度,定性地解释了高密度的磁性纳米颗粒系统隧穿磁阻的H/T标度问题。 (4)外磁场在偶极相互作用系统中扮演的角色通过对ZFC/FC曲线、M-H磁化曲线和热剩磁曲线的模拟研究发现,外磁场与偶极相互作用形成一种竞争关系,表现在外磁场降低偶极相互作用系统的ZFC曲线的峰值温度,并减弱系统的内秉磁关联。
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