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.
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, 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.
Одна из самых больших черных дыр обладает соответствующим аппетитом: имея массу около 34 миллиардов масс Солнца, она добавляет еще по одной каждый день.
Космическое ведомство США поделилось видео, на котором показан взрыв топливного бака перспективного сверхтяжелого носителя SLS в рамках испытаний его технических характеристик.
Ученые давно догадывались, что животные предчувствуют землетрясения. Но до сих пор доказать это не получалось: одних наблюдений за тем, как их поведение меняется перед катаклизмом, не хватало. Группа европейских исследователей, наконец, смогла объяснить этот феномен.
Диета, богатая питательными веществами и антиоксидантами, способна предотвратить болезнь Альцгеймера или даже обратить ее вспять. Особый рацион нормализует внутриклеточный pH, что оказалось важно при лечении дегенеративных заболеваний.
Эксперименты с мышами показали, что наночастицы диоксида титана, содержащиеся в пищевой добавке Е171, могут вызывать нарушения в работе кишечной микрофлоры и приводить к воспалению.
В бляшках пациентов с болезнью Альцгеймера обнаружились «неканонические» белки, указывающие на существование новой формы деменции.
Уроки астрономии вернулись в российские школы в 2018 году. За то время, пока эта наука была необязательным предметом, в ней произошло много событий, не все из которых нашли отражение в учебниках. Кроме того, в них и раньше не были упомянуты многие интересные факты.
Один из детекторов Большого адронного коллайдера обнаружил новую частицу, состоящую из четырех очарованных кварков. Физики полагают, что это первый представитель неописанного класса частиц.
Россия знала многих правителей. Сможете ли вы распознать их по следу, оставленному в истории?
JUG.RU 
МЦРКПО 
Международная Байкальская школа 
Сәләт-Санак 
МГУ 
IC|ENERGY 
ВГТУ 
РЕСТЭК 
ООО «ОМГ» 
Biomos 
Турбина 
Библиотека им. Маяковского 
РУДН 
ЦВК «Экспоцентр» 
Listing.Help 
Data Miner Labs 
MPE Agency 
Технократ 
Уральский федеральный университет 
Технопарк Санкт-Петербурга
Комментарии