Температурное поведение антиферромагнитной восприимчивости нано-ферригидрита из измерений кривых намагничивания в полях до 250 kOe

Рассмотрена проблема кроссовинга температурной зависимости антиферромагнитной восприимчивости наночастиц ферригидрита. Атомы железа Fe 3+ в ферригидрите упорядочены антиферромагнитно, однако наличие дефектов на поверхности и в объеме наночастиц индуцирует нескомпенсированный магнитный момент, что приводит к типичному суперпарамагнитному поведению ансамбля наночастиц с характерной температурой блокировки. В разблокированном состоянии кривые намагничивания таких объектов описываются как суперпозиция функции Ланжевена и линейного по полю вклада от антиферромагнитной "сердцевины" частиц. По результатам большого количества исследований кривых намагничивания, проводимых на наночастицах ферригидрита (и родственного ему ферритина) в диапазоне полей до 60 kOe, зависимость chi AF (T) убывает с ростом температуры, что связывалось ранее с эффектом суперантиферромагнетизма. При увеличении диапазона магнитных полей до 250 kOe значения chi AF , получаемые из анализа кривых намагничивания, становятся меньшими по величине, однако изменяется характер температурной эволюции chi AF : теперь зависимость chi AF (T) --- возрастающая функция. Последнее типично для системы AF частиц со случайной ориентацией кристаллографических осей. Для корректного определения антиферромагнитной восприимчивости AF наночастиц (по крайней мере, ферригидрита) и поиска эффектов, связанных с эффектом суперантиферромагнетизма, необходимо в эксперименте использовать диапазон полей, значительно превышающий используемый в большинстве работ стандартное значение 60 kOe. Анализ температурной эволюции кривых намагничивания показал, что обнаруженный кроссовер обусловлен наличием малых магнитных моментов в образцах. Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, Правительства Красноярского края, Красноярского краевого фонда поддержки научной и научно-технической деятельности в рамках научных проектов N 17-42-240138, 17-43-240527. DOI: 10.21883/FTT.2017.10.44959.115