магниный момент наночастицы

266.41 Kb.Название Дата30.08.2012Размер266.41 Kb.Тип Содержание Смотрите также: РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУКФИЗИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТНа правах рукописиУДК 539.166.3Аксенова Наталия ПавловнаДИАГНОСТИКА МАГНИТНЫХ НАНОМАТЕРИАЛОВ МЕТОДОМ ГАММА-РЕЗОНАНСНОЙ СПЕКТРОСКОПИИСпециальность 05.27.01 ЂЂЂ «Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника, приборы на квантовых эффектах»АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наукМОСКВА 2006 г. Работа выполнена в Физико-Технологическом институте Российской Академии Наук Научный руководитель: доктор физико-математических наук, М.А. ЧуевОфициальные оппоненты: доктор физико-математических наук, В.М. Черепанов доктор физико-математических наук, А.А. Кокин ^ Ведущая организация: Московский Инженерно-Физический Институт (Государственный Университет)Защита состоится «18» января 2006 г. в 15.00 на заседании Диссертационного Совета Д 002.204.01 в Физико-Технологическом институте РАН по адресу: 117218, Москва, Нахимовский проспект, д.36, корп.1.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Физико-Технологического института РАН.Автореферат разослан: «__» _____________ 2006 г.Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат физико-математических наук В.В.Вьюрков___________________ ^ ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность. Системы магнитных частиц или кластеров малых размеров (порядка нескольких нанометров), так называемые наноструктурированные магнитные материалы (наномагнетики), привлекают большое внимание исследователей благодаря их необычным физическим свойствам. При этом возрастающий интерес к этому относительно новому классу материалов обусловлен не только существующей возможностью систематического исследования на их примере фундаментальных свойств малых кластеров и доменов, но и широкой областью их применения в нанотехнологии магнитных и магнитооптических устройствах записи информации, приборов цветного изображения, биотехнологии, ЯМР-томографии и феррожидкостях. Гамма-резонансная (мессбауэровская) спектроскопия является одним из основных методов, который успешно используется для исследования структурных, магнитных и термодинамических свойств наномагнетиков. Анализ мессбауэровских спектров поглощения обеспечивает получение информации о фазовом составе, локальной кристаллической симметрии и размере частиц, а также о локальных магнитных характеристиках, таких как энергия магнитной анизотропии и параметры магнитной релаксации. Для построения теории мессбауэровских спектров наномагнетиков необходимо, прежде всего, задать некоторую определенную модель для описания динамики магнитной подсистемы образца, как за счет тепловых флуктуаций, так и под действием внешних и внутренних магнитных полей, которая должна отражать наличие сложных процессов магнитной релаксации в частицах или кластерах малых размеров. Такие релаксационные процессы, которые на макроскопическом уровне проявляются, например, как перемагничивание образца с ярко выраженными гистерезисными свойствами, не могут происходить в наномагнетиках однородно по всему объему образца и носят в общем случае случайный характер. Эти же релаксационные процессы влияют и на мессбауэровские спектры поглощения, но при этом в спектрах поглощения находят свое отражение более тонкие аспекты магнитной релаксации, которая в случае ансамбля частиц или кластеров малых размеров должна носить стохастический характер. Проблема описания магнитной динамики системы малых частиц решается в течение довольно длительного времени. Существует немало моделей различной степени сложности, однако окончательно эта проблема еще не решена. При решении каждой новой конкретной задачи необходимо найти компромисс между адекватным реальной ситуации описанием и разумной с точки зрения расчетов сложностью модели. Использование гамма-резонансной спектроскопии как метода исследования наномагнетиков подразумевает не только необходимость создания соответствующей теории, но и разработку методики анализа экспериментальных спектров на базе этой теории. Мессбауэровские спектры наномагнетиков в большинстве случаев состоят из большого числа, зачастую перекрывающихся линий, соответствующих неэквивалентным позициям мессбауэровского атома в образце, и анализ таких спектров представляет собой довольно непростую задачу. Существующие подходы к решению этой проблемы не обладали достаточной степенью общности, так что развитие адекватного метода анализа мессбауэровских спектров как в случае наномагнетиков, так и для большинства материалов со сложным составом является чрезвычайно актуальным. ^ Цель работы - разработка теоретических подходов и методов анализа для описания мессбауэровских спектров наноструктурированных магнитных материалов. Для достижения этой цели были поставлены и решены следующие задачи: - разработан и реализован в виде компьютерной программы под операционную систему Windows новый метод DISCVER («Дискретные версии») для анализа мессбауэровских спектров, позволяющий находить дискретные представления с максимально возможным для заданного уровня статистического качества спектра числом компонент с хорошо определенными параметрами. Метод успешно использован для извлечения информации о магнитных и структурных характеристиках из мессбауэровских спектров наноструктурированных магнитных материалов; - разработана обобщенная двухуровневая модель релаксации магнитных моментов взаимодействующих однодоменных частиц и развит формализм для описания гамма-резонансных спектров в этой модели, который апробирован на примере мессбауэровских спектров наноструктурированных магнитных сплавов Fe-Cu-Nb-B; - проведен последовательный учет вращения магнитного момента однодоменной частицы в поле магнитной анизотропии и выполнен соответствующий анализ мессбауэровских спектров во вращающемся сверхтонком поле для системы однодоменных частиц с аксиальной, ромбической и кубической магнитной анизотропией.^ Научная новизна. Полученные в диссертации р

М. А. Чуев Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук

М. А. Чуев Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук