Početna stranica
Home
dpajic@phy.hr





Disertacija





Klasična i kvantna magnetska relaksacija u izabranim nanomagnetima



Zagreb, ožujak 2008.


Sveučilište u Zagrebu
Prirodoslovno-matematički fakultet
Fizički odsjek


Mentor: Prof.dr.sc. Krešo Zadro


Cijeli tekst - PDF (A4 friendly)


Nanomagneti kao magnetski uređeni objekti nanometarskih dimenzija privlačna su tema istraživanja u fizici čvrstoga stanja jer smanjenjem veličine dolazi do drugačijeg ponašanja od onog u makroskopskim sustavima. U disertaciji su predstavljena istraživanja magnetskih svojstava i procesa kod tri skupine nanomagneta: magnetskih nanočestica CuxFe3-xO4, jednomolekulskih magneta Mn12-acetata i Mn12-formijata te magnetskih nakupina u amorfnoj slitini Hf100-xFex. Svi uzorci snižavanjem temperature pokazuju superparamagnetsku značajku usporavanja magnetske relaksacije na vremenskim skalama duljim od vremena opažanja.
Mjerenja magnetizacije u ovisnosti o temperaturi nakon hlađenja bez polja i hlađenja u magnetskom polju, zatim petlje magnetske histereze te spora relaksacija magnetizacije na vremenskoj skali eksperimenta ispod temperature ukočivanja ukazuju na toplinsku aktivaciju superparamagnetskih momenata preko potencijalnoga bedema anizotropije. To nazivamo klasičnom relaksacijom. Relaksacija magnetizacije kod Mn12-acetata je eksponencijalna, što je posljedica identičnosti nezavisnih jedinki u sustavu, dok je kod nanočestica i magnetskih nakupina ona logaritamska u vremenu zbog raspodjele po visinama potencijalnih bedema. S tim je povezano i ponašanje parametara histereze s promjenom temperature te uočena i po prvi puta uvedena logaritamska ovisnost temperature ukočivanja o magnetskom polju, dok je za Mn12-acetat zbog jednoličnosti bedema ta ovisnost kvadratična. Na temelju modela toplinske relaksacije magnetizacije određena je raspodjela magnetskih momenata po visinama bedema anizotropije kod nanočestica i magnetskih nakupina u slitini, te efektivna gustoća anizotropije nanočestica i veličina magnetskih nano-nakupina u slitini. Pokazana je i složenost magnetske strukture nanočestica izazvana površinskim učincima.
Kod Mn12-acetata uočeni su skokovi na petljama histereze, rezonantno ponašanje vremena relaksacije u ovisnosti o polju te odstupanje vremenske relaksacije magnetizacije od spomenute klasične. Sve to objašnjeno je kvantnim tuneliranjem spina molekule. Analiza upućuje na suradnju kvantnog tuneliranja i toplinskih pobuđenja, to jest da je tuneliranje toplinski potpomognuto. Zamjenom acetatnih skupina formijatnim u jednomolekulskom magnetu pojave ukočivanja ostaju slične, no javlja se mogućnost međudjelovanja jedinki. U nanočesticama pak zamjena atoma željeza atomima bakra mijenja bedeme anizotropije, a smanjenjem udjela željeza u slitini s hafnijem smanjuju se veličine magnetskih nakupina. Te pojave otvaraju nove mogućnosti za uočavanje kvantnog tuneliranja magnetizacije te proučavanje susreta klasične i kvantne prirode složenih magnetskih procesa u nanomagnetima.

Cijeli tekst - PDF (A4 friendly)


Početna stranica
Home
zadnja promjena / last update :
dpajic@phy.hr