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
28 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.
Сегодня, 12:21
4 минуты
Ольга Иванова

Международная группа ученых сделала рентгеновские снимки грудного отдела тела муравьев, проанализировав их мышцы и внутренний скелет. В результате исследователи выяснили, что сила этих насекомых связана с потерей способности летать.

Позавчера, 18:46
4 минуты
Денис Гордеев

Исследователи рассказали, где безопаснее всего сидеть и что может снизить вероятность заражения при встрече с друзьями.

8 часов назад
5 минут
Мария Кривоченко

Ученые разработали модель, которая позволяет высчитать скорость изменения горного ландшафта. С ее помощью удалось установить, что среднегодовое количество осадков влияет на эрозию пород и может деформировать горы.

Сегодня, 12:21
4 минуты
Ольга Иванова

Международная группа ученых сделала рентгеновские снимки грудного отдела тела муравьев, проанализировав их мышцы и внутренний скелет. В результате исследователи выяснили, что сила этих насекомых связана с потерей способности летать.

16 октября
6 минут
Василий Парфенов

Несмотря на устоявшееся мнение, согласно которому газотурбинные двигатели (ГТД) почти достигли технологического совершенства и прироста характеристик более чем на единицы процентов в новых моделях ждать не стоит, инженеры продолжают искать способы радикально их улучшить. Компания GE Aviation уже до конца 2020 года собирается представить предсерийные экземпляры своих революционных силовых установок, которые должны быть на 20% долговечнее, на 35% экономичнее и будут иметь улучшенную на 80% энерговооруженность, чем предыдущие аналогичные модели.

Позавчера, 18:46
4 минуты
Денис Гордеев

Исследователи рассказали, где безопаснее всего сидеть и что может снизить вероятность заражения при встрече с друзьями.

28 сентября
29 минут
Александр Березин

Сентябрь 2020 года принес в Закавказье войну — столкновение Азербайджана и Нагорного Карабаха получило большой размах, общее число жертв, судя по всему, уже перевалило за сотню, а Ереван и Баку объявили мобилизацию (в Азербайджане — частичную). Объективного смысла в войне для самих участников нет. Баку не победит, но и Армения от конфликта ничего не выиграет. Пользу конфликт, однако, объективно принесет Турции, а также тем, кто поставляет в Азербайджан оружие. Возникает вопрос: почему война оказалась возможна, несмотря на дружественную позицию России к Армении, и зачем на нее пошли в Баку? И есть ли у Еревана разумный выход из назревающей бойни?

16 октября
6 минут
Денис Гордеев

Люди со второй и четвертой группами крови с большей вероятностью переболеют Covid-19 в тяжелой форме.

1 октября
39 минут
Александр Березин

После советской эпохи атомные реакторы перестали запускать в космос, но сегодня все постепенно меняется. К атомной энергетике для марсианских колоний примеривается Илон Маск, проекты лунных АЭС прорабатываются в России — и все несмотря на то, что в космосе условия для солнечной энергетики лучше, чем на нашей планете. Что заставляет космическую отрасль все чаще думать об атомных реакторах? Как ни странно, дело в том, что и ядерная энергетика в космосе становится еще важнее, чем на Земле. Попробуем разобраться почему.

[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: