Физики изучили влияние взаимодействия между магнитными наночастицами на магнитный гистерезис — Naked Science
7 минут
СФУ
4

Физики изучили влияние взаимодействия между магнитными наночастицами на магнитный гистерезис

Команда исследователей Сибирского федерального университета, Института физики имени Л. В. Киренского СО РАН и Сибирского университета науки и технологий изучила магнитный гистерезис в наногранулированных композитах.

Физики изучили влияние взаимодействия между магнитными наночастицами на магнитный гистерезис
Физики изучили влияние взаимодействия между магнитными наночастицами на магнитный гистерезис

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.

Физики изучили влияние взаимодействия между магнитными наночастицами на магнитный гистерезис
Петля гистерезиса — зависимость намагниченности образца от напряженности приложенного поля / Источник: Оксана Ли, доцент кафедры физики Сибирского федерального университета

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).

Петля гистерезиса — зависимость намагниченности образца от напряженности приложенного поля / Источник: Оксана Ли, доцент кафедры физики Сибирского федерального университета
Петля гистерезиса — зависимость намагниченности образца от напряженности приложенного поля / Источник: Оксана Ли, доцент кафедры физики Сибирского федерального университета

Оказалось, 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, 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.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
СФУ
27 статей
Сибирский федеральный университет — высшее учебное заведение, расположенное в Красноярске. Первый в России федеральный университет. Крупный научно-исследовательский и образовательный центр в России. Крупнейший университет восточной части России.
10 часов назад
30 минут
Редакция

Трагическая новость о взрыве огромной силы в Бейруте, занявшая первые строчки новостных ресурсов, вызывает естественные вопросы: как это могло произойти, что там взорвалось, в силу каких факторов возможны подобные происшествия? Чтобы разобраться, взглянем пристальнее на свойства аммиачной селитры и связанные с ней опасные моменты.

2 часа назад
5 минут
Денис Гордеев

Новая система работает в любых атмосферных условиях — при дожде, ветре и большом количестве пыли в воздухе.

8 часов назад
7 минут
Ольга Иванова

Антрополог из Цюрихского университета Ицхак Бен Мокко провел исследование, посвященное человеческим репродуктивным привычкам. В частности, он попытался ответить на вопрос, почему люди предпочитают заниматься сексом наедине, в то время как почти все остальные животные делают это в присутствии сородичей.

3 августа
4 минуты
Сергей Васильев

Микроскоп с высокоскоростной камерой и компьютерное моделирование показали, что сперматозоиды плавают не за счет боковых движений хвоста, а быстро вращаясь всем телом.

10 часов назад
30 минут
Редакция

Трагическая новость о взрыве огромной силы в Бейруте, занявшая первые строчки новостных ресурсов, вызывает естественные вопросы: как это могло произойти, что там взорвалось, в силу каких факторов возможны подобные происшествия? Чтобы разобраться, взглянем пристальнее на свойства аммиачной селитры и связанные с ней опасные моменты.

2 часа назад
5 минут
Денис Гордеев

Новая система работает в любых атмосферных условиях — при дожде, ветре и большом количестве пыли в воздухе.

22 июля
66 минут
Александр Березин

С 2064 года численность людей начнет сокращаться — и этот процесс может быть необратим. Один из авторов соответствующей научной работы прямо указывает: если ничего не изменится, через несколько веков человечество вымрет. Однако есть вещи и похуже вымирания. Куда вероятнее иной сценарий: мир будет заселен теми, кто сможет размножаться в новых культурных условиях. К сожалению, значительная часть современных европейцев, американцев и, возможно, других народов будут вытеснены с первых страниц истории. Вдобавок те, кто победят в этой непростой борьбе, нам, сегодняшнему населению Земли, могут сильно не понравиться. Попробуем разобраться почему.

10 июля
7 минут
Мария Кривоченко

Биологи выяснили, какое воздействие оказывают радиоволны на эмбрионы рыб. Оказалось, они существенно не влияют на уровень смертности, морфологию и реакцию на свет, но немного подавляют сенсомоторные функции. Как это скажется на взрослых особях, еще предстоит выяснить.

12 июля
28 минут
Илья Ведмеденко

Программа ПАК ДП (перспективный авиационный комплекс дальнего перехвата) привлекает к себе все больше внимания. Разберемся, что это такое и появится ли у России новый боевой самолет.

[miniorange_social_login]

Комментарии

4 Комментария

Роман Сотников
23.04.2020
-
0
+
Конечно у меня есть собственная теория Магнитного поля основанная на уравнениях Дирака и почти не нарушающая принцип Паули. Однако она полностью привязана к моей же теории Цифровой квантовой гравитации и отдельно не форматируется. Могу простенько выразить концепцию: В гравитационно связанной среде образуются гравитационные искривления пространства. В кристаллических решетках это вызывает поверхносные межмолекулярные напряжения гигантских значений. Если например в железе они достигают 60ГПа, то образуется в гравитационно центральной части ТОРОИДАЛЬНАЯ зона электрической сверхпроводимости. Образуются кольцевые вихревые токи нулевого сопротивления. Часть электронов вступают в АНТИРЕЗОНАНСНОЕ взаимодействие (не нарушая принцип Паули), образуя в пограничной среде ЭЛЕКТРОН-ДЫРОЧНЫЕ обратнорезонансные пары. Связанные электроны продолжают двигаться в кольцевом тороидальном контуре, а связанные с ними квантовые ДЫРКИ выбрасываются по эллиптическим орбитам из внутреннего центра. Электронные дырки в моем понимании представляют из себя обычные ЭЛЕКТРОНЫ с точной массой и спином что и квантово запутанный электрон, только электрический заряд у него стремиться к НОЛЮ и находится в обратной пропорцианальности с зарядом исходного электрона. При разрыве квантовой связи ЭЛЕКТРОН-ДЫРОЧНОЙ ПАРЫ, самостоятельно дырка существовать не может (аннигилирует). Все фермионы любых масс должны иметь вероятность вступать в частица/анитчастица взаимодействие и образовывать структурные поля различных свойств. Однако с барионной материей они по идее должны иметь только ГРАВИТАЦИОННОЕ взаимодействие. Магнитные (электронные) дырки с одинаковым осевым моментом притягиваются, а с противоположным отталкиваются. При нулевом осевом моменте как и разрыве квантовой связи с электроном дырка существовать не может! Однако не исключена возможность существования уплотнений из магнитных дырок внутри массивных Звезд и их приоритетного влияния на рождение Черных Дыр. Экспериментальные опыты при сжигании углеводородного топлива в магнитных воронках не вполне проясняют этот вопрос....
Роман Сотников
23.04.2020
-
0
+
Однажды мне довелось видеть шаровую молнию, висящую над ЛЭП. Потом подобрав кусок оплавленного провода обнаружил у него мощное магнитное поле, причем одностороннее! Я показывал Умным людям и они ТАРАЩИЛИ ГЛАЗА. Напряженность магнитного момента быстро снижалась и на четвертые сутки образец размагнитился полностью. Если уважаемый Нобелевский лоуреат смог бы мне разумно объяснить САМУ ПРИРОДУ магнитного поля, то я без труда объяснил бы появление МОНОПОЛЯ даже без него:))) Слепые креветки на глубоководных КУРИЛЬЩИКАХ давно научились испльзовать магму в своих интересах, однако ПРИРОДУ геологической активности Планеты они как и Люди пока не понимают до конца! С магнитными полями дела так же плохи... Я блягодарен СЛЕПЫМ КРЕВЕТКАМ хотябы за то, что они не пишут в своих диссертациях ЧТО МАГНИТНЫЙ ДИПОЛЬ ЭТО ФИКТИВНЫЙ ЗАРЯД. У них слава богу нет пока ФИКТИВНЫХ диссертаций:)))) Талант ЛИЦЕМЕРИЯ у креветок недоразвит!!!
Роман Сотников
22.04.2020
-
1
+
Магнитный гистерезис хорошо изучен для различных материалов, но природа очевидно его возникновения никому НЕ ЯСНА. Магнитный диполь рассматривается как фиктивный заряд по аналогии с электрическим диполем. А как Вы друзья относитесь к магнитному МОНОПОЛЮ? Мне приходилось наблюдать его в полевых условиях, но объяснить его существование даже язык не поворачивается! Проще неверить своим глазам... Если даже в Энциклопедии магнитный диполь - ФИКТИВНЫЙ ЗАРЯД, то дальше дороги НЕТ:)))
    ivankolupayev
    23.04.2020
    -
    1
    +
    Вы зря тратите время на этом сайте. Пишите сразу в Нобелевский комитет. Ну или в Спортлото, если там не ответят.
Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: