Команда исследователей из Сибирского федерального университета, Института физики имени Л. В. Киренского Российской академии наук"> СО РАН и Сибирского университета науки и технологий изучила магнитный гистерезис в наногранулированных композитах.​ 

Результаты проведенного микромагнитного моделирования, которые можно применить в электротехнике и при создании новых функциональных элементов для информационных технологий, опубликованы в Journal of Magnetism and Magnetic Materials.

Исследования поддержаны Российским фондом фундаментальных исследований и Красноярским краевым фондом поддержки научной и научно-технической деятельности.
 
Магнитные материалы на основе наночастиц (магнитные коллоиды, наногранулированные материалы) используются в биомедицине, экологии, катализе и наноэлектронике. Сферу применения материала определяет петля магнитного гистерезиса, которая отражает особое свойство некоторых физических систем.
 
Такие системы не сразу реагируют на приложенные силы — на их ответ влияют силы, приложенные ранее, то есть эти системы зависят от собственной истории. Гистерезис индивидуальной магнитной наночастицы к настоящему моменту хорошо изучен.
 
Для больших массивов частиц принимаются во внимание эффекты межчастичных взаимодействий.
 
Одно из основных — магнитное диполь-дипольное взаимодействие. С увеличением расстояния между частицами оно убывает достаточно медленно, поэтому магнитный гистерезис будет зависеть от объемной доли частиц.
 
Детальный микромагнитный расчет этой зависимости выполнили для наночастиц, хаотически распределенных на плоскости, при этом средняя плотность частиц различалась.
 
Также была учтена случайная ориентация осей легкого намагничивания частиц (это направление в ферро- или ферримагнетике, вдоль которого намагничивание образца до предельных значений происходит легче всего).

Это соответствует условиям стандартных магнитометрических исследований порошков и некоторых приложений (частиц, распределенных в немагнитных матрицах).

Оказалось, что диполь-дипольное взаимодействие изменяет зависимость коэрцитивной силы (напряженности магнитного поля, необходимой для полного размагничивания образца) от объемной концентрации частиц - от нелинейной монотонной до зависимости с максимумом.

Это изменение определяется соотношением энергии магнитной анизотропии индивидуальной частицы (зависимости ее магнитных свойств от выбранного направления в образце) и удельной дипольной энергии.

"Рассмотренная модель хорошо описывает наногранулированные пленки, имеющие перспективы применения в магнитных датчиках, магнитных экранах и элементах магнитооптической памяти.

Важно, что магнитные свойства пленок зависят от соотношения магнитной и немагнитной фазы.

Проведенные расчеты позволяют подобрать концентрацию частиц, оптимальную для достижения необходимого уровня магнитного гистерезиса", - рассказывает Оксана Ли, доцент кафедры физики Сибирского федерального университета.

Гранулированные пленки с нанометровыми магнитными гранулами относятся к функциональным материалам.

Их используют в радиоэлектронике, в высокочастотных устройствах микроэлектроники, вычислительной технике, при создании беспроводных сетей, где они увеличивают скорость передачи данных.

Свойства гранулированных сред зависят от доли магнитных гранул: они обладают большой намагниченностью насыщения, высоким электрическим сопротивлением и исключительно широким диапазоном магнитной проницаемости.

Источники

Физики изучили влияние взаимодействия между магнитными наночастицами на магнитный гистерезис
Naked Science (naked-science.ru), 15/01/2019
Физики изучили влияние взаимодействия между магнитными наночастицами на магнитный гистерезис
Newsmir.info, 15/01/2019
Российские физики исследовали влияние взаимодействия между магнитными наночастицами на магнитный гистерезис
Сибирский федеральный университет (sfu-kras.ru), 16/01/2019
Российские физики исследовали влияние взаимодействия между магнитными наночастицами на магнитный гистерезис
Научно-инновационный портал СФУ (research.sfu-kras.ru), 16/01/2019
Российские физики исследовали особенности взаимодействия между магнитными наночастицами
Наука в Сибири (sbras.info), 17/01/2019
Исследованы магнитные явления в нанокомпозитах
Индикатор (indicator.ru), 17/01/2019
Исследованы магнитные явления в нанокомпозитах
Новости@Rambler.ru, 17/01/2019
Исследованы магнитные явления в нанокомпозитах
SMIonline (so-l.ru), 17/01/2019
Физики изучили влияние взаимодействия между магнитными наночастицами на магнитный гистерезис
Nanonewsnet.ru, 17/01/2019
Исследованы магнитные явления в нанокомпозитах
Wi-fi.ru, 17/01/2019
Физики изучили влияние взаимодействия между магнитными наночастицами на магнитный гистерезис
SMIonline (so-l.ru), 17/01/2019
Исследованы магнитные явления в нанокомпозитах
Nanonewsnet.ru, 19/01/2019
Физики СФУ и их коллеги из других научных институтов исследовали влияние наночастиц на магнитный гистерезис
1k.com.ua, 30/01/2019
Физики СФУ и их коллеги из других научных институтов исследовали влияние наночастиц на магнитный гистерезис
Научная Россия (scientificrussia.ru), 30/01/2019

Похожие новости

  • 14/06/2018

    Наночастицы нитрида титана повысят производительность оптоволоконных линий связи

    Ученые Федерального исследовательского центра Красноярский научный центр СО РАН (ФИЦ КНЦ СО РАН) совместно с коллегами из Сибирского федерального университета, Сибирского государственного университета науки и технологий им.
    599
  • 22/11/2016

    На интерактивной выставке в Красноярске выступит известный британский популяризатор науки

    С 25 по 27 ноября 2016 года в международном выставочно-деловом центре "Сибирь" пройдёт интерактивная научно-популярная выставка "Город открытий". В программе мероприятия научные шоу, мастер-классы, а также десятки познавательных лекций для всех желающих от известных российских и зарубежных популяризаторов науки.
    850
  • 01/11/2017

    Сибирские ученые изучили новый тип нанопластин для применения в медицине

    ​Ученые из Института физики имени Л. В. Киренского Красноярского федерального исследовательского центра Сибирского отделения РАН совместно с коллегами из Сибирского федерального университета впервые изучили магнитные свойства, структуру и состав новых наночастиц семейства халькогенидов (элементов 16-й группы периодической системы, к которым относятся кислород, сера, селен, теллур, полоний и ливерморий).
    905
  • 16/01/2018

    Российские физики обнаружили у жидких кристаллов эффект памяти

    ​Сотрудники физического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова совместно с российскими и зарубежными коллегами обнаружили эффект памяти в жидких кристаллах под действием сильных электрических полей. Результаты исследования были опубликованы в журнале Scientific Reports.
    1011
  • 03/11/2018

    Красноярские ученые разработали новый тип управляемых дифракционных решеток

    ​Дифракционные решетки играют центральную роль в интегральной оптике, голографии, оптической обработке данных. Ученые Института физики имени Л. В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук (ИФ СО РАН) и Института инженерной физики и радиоэлектроники Сибирского федерального университета (СФУ) разработали новый способ создания управляемой дифракционной решетки - оптической системы, действие которой основано на явлении световой дифракции (огибания препятствия светом), сообщила пресс-служба СФУ.
    296
  • 15/12/2017

    Химики создали новый класс люминофоров для электронной промышленности

    ​Международный коллектив химиков из Китая, России и Японии синтезировал новое кристаллическое вещество на основе оксидов редкоземельных металлов, а также описал его структуру и свойства. Расшифровка рентгенограммы нового соединение установила, что он относится к новому, ранее неизвестному классу.
    836
  • 22/08/2018

    Учеными впервые запечатлены флуктуации при квантовом фазовом переходе

    Физики впервые смогли напрямую зафиксировать локальную динамику системы, которая совершает квантовый фазовый переход, — аналог таких процессов, как конденсация и кристаллизация. В результате ученые пронаблюдали квантовый аналог пузырей пара, которые появляются в воде во время кипения.
    446
  • 09/06/2018

    ИЯФ СО РАН предоставит площадку для лечения

    ​Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН готов предоставить на своей территории площадку для лечения методом бор-нейтронозахватной терапии онкобольных, которым не помогают другие методы. Это должно быть временным решением до появления специализированной клиники, проект которой разрабатывается в Новосибирском государственном университете.
    852
  • 16/10/2018

    Красноярские физики исследовали сверхбыстрый распад молекулы воды

    ​Ученые из Сибирского федерального университета (СФУ) совместно с коллегами из Швеции описали распад молекулы воды при воздействии на нее рентгеновского излучения. Полученные данные в дальнейшем можно использовать для создания материалов с заданными свойствами, сообщила пресс-служба СФУ.
    242
  • 15/12/2017

    Российские ученые исследовали взаимодействия одиночных импульсов

    ​Российские ученые изучили поведение одиночных импульсов волн - однократных возмущений, распространяющихся в пространстве или в среде, - при их столкновении в нелинейных средах. Результаты работы ученых из России и Швеции опубликованы в журнале Nonlinear Dynamics.
    883