Лекции по наноматериалам и нанотехнологиям
жүктеу/скачать 12,63 Mb. Pdf көрінісі
|
Nanomateriali i nanotehnologii bak
| S
. Кристаллическое поле с аксиальной симметрией типа 2 E DS расщепляет основное состояние спина на два уровня с 10 z S и 10 z S с константой кристаллического поля 0.61 D Тл. При увеличении магнитного поля происходит пересечение магнитной энергией этих электрических уровней. При их совпадении релаксация магнитного момента кластера ускоряется. Это соответствует квантовому туннелированию во всей наноструктуре. Рис. 1.52. Показано строение молекулярного кластера 12 Mn и потенциальные ямы для электрона в случае термоактивированных (верхний рисунок) и туннельных переходов (нижний рисунок) при низкой температуре. B k T E .[2] Магнитные частицы в нанопорах 68 В природе существуют материалы с молекулярными полостями, заполненными магнитными наноастицами. Ферритин - биологическая молекула, содержащая 25% железа по массе, состоящая из симметричной белковой оболочки и в форме полой сферы с внутренним диаметром 7.5 нм и внешним диаметром 12.5 нм. Эта молекула в биосистемах играет роль хранилища ионов железа 3 Fe . Одна четверть железа в организме человека находится в молекулах ферритина и 70% в молекулах гемоглобина. Полость ферритина заполнена кристаллическим оксидом железа 2 3 2 5 9 Fe O H O . Температура блокирования B T – это температура, ниже которой термоактивированные переходы между различными магнитными ориентациями замораживаются. Температура блокирования понижается при уменьшении количества атомов в полости. При очень низких температурах в ферритине наблюдается квантовое туннелирование. Наноуглеродные ферромагнетики В образовании сонаправленных углеродных нанотрубок при пиролизе фталоцианида железа II FePc принимает участие две частицы железа. Маленькая частица служит зародышем, большая частица железа ускоряет рост углеродной нанотрубки. В дальнейшем частицы железа остаются на концах нанотрубок. Так можно синтезировать неполимерные органические ферромагнетики являющиеся диэлектриками. Гигантское магнетосопротивление (ГМС) Магнетосопротивлением называется эффект изменения электрической проводимости материала при помещении его в магнитное поле. Эффект наблюдается в сильных магнитных полях, при которых траектория электрона существенно искривляется на длине свободного пробега электрона. Сопротивление материала вызывается рассеянием электронов при соударении, т.к. направление движения электронов после соударения меняется. Эффект наблюдается в металлах при низких температурах. В чистой меди при 4 К и магнитной индукции 10 Тесла проводимость меняется в 10 раз. Эффект гигантского магнетосопротивления состоит в значительном уменьшении сопротивления наноматериала при действии магнитного поля (до 1000%). Магнетосопротивление массивных материалов меняется незначительно. Сопротивление массивного пермаллоя (80% Ni -20% Fe) в магнитном поле меняется на 3%. Нанокластерные металлические материалы ГМС получают растворением нанокластеров железа Fe или кобальта Co в матрице другого металла с хорошей проводимостью медь Cu или серебро Ag , причем компоненты должны плохо растворятся друг в друге. При прохождении электрического тока 69 происходит рассеяние электронов на магнитных моментах кластеров. При наложении магнитного поля на образец направление магнитных моментов кластеров меняется. Это приводит к изменению скорости рассеяния электронов и изменению электропроводности. Максимальный эффект ГМС наблюдался в системе жүктеу/скачать 12,63 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|