Суперпарамагнитный резонанс однодоменных наночастиц LaSrMnO₃
Исследовано микроволновое поглощение ансамбля однодоменных наночастиц La₀,₇Sr₀,₃MnO₃ в интервале температур 5–300 К. В области низких температур резонансные спектры демонстрируют типичное для суперпарамагнитного резонанса значительное увеличение ширины линии и смещение резонанса в область низк...
Saved in:
| Date: | 2007 |
|---|---|
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
2007
|
| Series: | Физика низких температур |
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127810 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Суперпарамагнитный резонанс однодоменных наночастиц LaSrMnO₃ / В.Н. Криворучко, А.И. Марченко, А.А. Прохоров // Физика низких температур. — 2007. — Т. 33, № 5. — С. 578-585. — Бібліогр.: 25 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-127810 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1278102025-06-03T16:29:11Z Суперпарамагнитный резонанс однодоменных наночастиц LaSrMnO₃ Superparamagnetic resonance of single-domain nanoparticles of LaSrMnO₃ Криворучко, В.Н. Марченко, А.И. Прохоров, А.А. Низкотемпеpатуpный магнетизм Исследовано микроволновое поглощение ансамбля однодоменных наночастиц La₀,₇Sr₀,₃MnO₃ в интервале температур 5–300 К. В области низких температур резонансные спектры демонстрируют типичное для суперпарамагнитного резонанса значительное увеличение ширины линии и смещение резонанса в область низких полей. С повышением температуры форма линии меняется и при Т > TB (ТВ ~ 100 К) наблюдается сужение резонансной кривой и выход на насыщение поля резонанса. Индивидуальная форма линии наночастицы описывается динамическими уравнениями Ландау–Лифшица с затуханием. Моделирование магнитной динамики системы основано на предположении о хаотическом распределении направления магнитных моментов и тепловых флуктуациях направления оси анизотропии частиц. Теория учитывает зависимость величины резонансного поля от ширины линии. Досліджено мікрохвильове поглинання ансамблю однодоменних наночастинок La₀,₇Sr₀,₃MnO₃ в інтервалі температур 5–300 К. В області низьких температур резонансні спектри демонструють типове для суперпарамагнітного резонансу значне збільшення ширини лінії та зміщення резонансу в область низьких полів. З підвищенням температури форма лінії змінюється і при Т > TB (ТВ ~ 100 К) спостерігається звуження резонансної кривої та вихід на насичення поля резонансу. Індивідуальна форма лінії наночастинки описується динамічеськими рівняннями Ландау–Ліфшиця з згасанням. Моделювання магнітної динаміки системи базується на припущенні о хаотичному розподілу напрямку магнітних моментів та теплових флуктуаціях напрямку осі анізотропії частинок. Теорія бере до уваги залежність значення резонансного поля від ширини лінії. Microwave absorption of an assembly of single-domain nanoparticles of La₀,₇Sr₀,₃MnO₃ has been investigated in temperature range 5–300 K. At low temperatures, the resonance spectra show a considerable increase of the line-width and an apparent shift of the resonance to lower magnetic field typical of the superparamagnetic resonance. With temperature increasing, the line shape changes and at T > TB (TB ~ 100 K) the resonance line narrows and the resonance field approaches saturation. The individual line shape of a nanoparticle is derived from the Landau–Lifshitz dynamic equation with damping. Modeling of the system magnetic dynamics is based on the assumption of random orientation of particle magnetic moments and thermal fluctuations of anisotropic axes. The theory takes into account the fact that the actual resonance field depends on line-width. Авторы выражают благодарность Е.Т. Константиновой и И.А. Даниленко за любезное предоставление нанопорошков La₀,₇Sr ₀,₃MnO₃. Мы также благодарны А.Д. Прохорову за помощь в проведении эксперимента. Авторы искренне признательны С.М. Рябченко за чтение рукописи и полезные критические замечания. 2007 Article Суперпарамагнитный резонанс однодоменных наночастиц LaSrMnO₃ / В.Н. Криворучко, А.И. Марченко, А.А. Прохоров // Физика низких температур. — 2007. — Т. 33, № 5. — С. 578-585. — Бібліогр.: 25 назв. — рос. 0132-6414 PACS: 75.50.Tt, 76.50.+g, 75.75.+à https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127810 ru Физика низких температур application/pdf Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Низкотемпеpатуpный магнетизм Низкотемпеpатуpный магнетизм |
| spellingShingle |
Низкотемпеpатуpный магнетизм Низкотемпеpатуpный магнетизм Криворучко, В.Н. Марченко, А.И. Прохоров, А.А. Суперпарамагнитный резонанс однодоменных наночастиц LaSrMnO₃ Физика низких температур |
| description |
Исследовано микроволновое поглощение ансамбля однодоменных наночастиц La₀,₇Sr₀,₃MnO₃ в
интервале температур 5–300 К. В области низких температур резонансные спектры демонстрируют
типичное для суперпарамагнитного резонанса значительное увеличение ширины линии и смещение
резонанса в область низких полей. С повышением температуры форма линии меняется и при Т > TB
(ТВ ~ 100 К) наблюдается сужение резонансной кривой и выход на насыщение поля резонанса. Индивидуальная форма линии наночастицы описывается динамическими уравнениями Ландау–Лифшица с
затуханием. Моделирование магнитной динамики системы основано на предположении о хаотическом распределении направления магнитных моментов и тепловых флуктуациях направления оси
анизотропии частиц. Теория учитывает зависимость величины резонансного поля от ширины линии. |
| format |
Article |
| author |
Криворучко, В.Н. Марченко, А.И. Прохоров, А.А. |
| author_facet |
Криворучко, В.Н. Марченко, А.И. Прохоров, А.А. |
| author_sort |
Криворучко, В.Н. |
| title |
Суперпарамагнитный резонанс однодоменных наночастиц LaSrMnO₃ |
| title_short |
Суперпарамагнитный резонанс однодоменных наночастиц LaSrMnO₃ |
| title_full |
Суперпарамагнитный резонанс однодоменных наночастиц LaSrMnO₃ |
| title_fullStr |
Суперпарамагнитный резонанс однодоменных наночастиц LaSrMnO₃ |
| title_full_unstemmed |
Суперпарамагнитный резонанс однодоменных наночастиц LaSrMnO₃ |
| title_sort |
суперпарамагнитный резонанс однодоменных наночастиц lasrmno₃ |
| publisher |
Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України |
| publishDate |
2007 |
| topic_facet |
Низкотемпеpатуpный магнетизм |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127810 |
| citation_txt |
Суперпарамагнитный резонанс однодоменных наночастиц LaSrMnO₃ / В.Н. Криворучко, А.И. Марченко, А.А. Прохоров // Физика низких температур. — 2007. — Т. 33, № 5. — С. 578-585. — Бібліогр.: 25 назв. — рос. |
| series |
Физика низких температур |
| work_keys_str_mv |
AT krivoručkovn superparamagnitnyirezonansodnodomennyhnanočasticlasrmno3 AT marčenkoai superparamagnitnyirezonansodnodomennyhnanočasticlasrmno3 AT prohorovaa superparamagnitnyirezonansodnodomennyhnanočasticlasrmno3 AT krivoručkovn superparamagneticresonanceofsingledomainnanoparticlesoflasrmno3 AT marčenkoai superparamagneticresonanceofsingledomainnanoparticlesoflasrmno3 AT prohorovaa superparamagneticresonanceofsingledomainnanoparticlesoflasrmno3 |
| first_indexed |
2025-12-02T12:53:48Z |
| last_indexed |
2025-12-02T12:53:48Z |
| _version_ |
1850401125309612032 |
| fulltext |
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2007, ò. 33, ¹ 5, ñ. 578–585
Ñóïåðïàðàìàãíèòíûé ðåçîíàíñ îäíîäîìåííûõ
íàíî÷àñòèö LaSrMnO3
Â.Í. Êðèâîðó÷êî, À.È. Ìàð÷åíêî, À.À. Ïðîõîðîâ
Äîíåöêèé ôèçèêî-òåõíè÷åñêèé èíñòèòóò èì. À.À. Ãàëêèíà ÍÀÍ Óêðàèíû
óë. Ð. Ëþêñåìáóðã, 72, ã. Äîíåöê, 83114, Óêðàèíà
E-mail: krivoruc@krivoruc.fti.ac.donetsk.ua
Ñòàòüÿ ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 29 àâãóñòà 2006 ã.
Èññëåäîâàíî ìèêðîâîëíîâîå ïîãëîùåíèå àíñàìáëÿ îäíîäîìåííûõ íàíî÷àñòèö La0,7Sr0,3MnO3 â
èíòåðâàëå òåìïåðàòóð 5–300 Ê. Â îáëàñòè íèçêèõ òåìïåðàòóð ðåçîíàíñíûå ñïåêòðû äåìîíñòðèðóþò
òèïè÷íîå äëÿ ñóïåðïàðàìàãíèòíîãî ðåçîíàíñà çíà÷èòåëüíîå óâåëè÷åíèå øèðèíû ëèíèè è ñìåùåíèå
ðåçîíàíñà â îáëàñòü íèçêèõ ïîëåé. Ñ ïîâûøåíèåì òåìïåðàòóðû ôîðìà ëèíèè ìåíÿåòñÿ è ïðè Ò > TB
(ÒÂ ~ 100 Ê) íàáëþäàåòñÿ ñóæåíèå ðåçîíàíñíîé êðèâîé è âûõîä íà íàñûùåíèå ïîëÿ ðåçîíàíñà. Èíäè-
âèäóàëüíàÿ ôîðìà ëèíèè íàíî÷àñòèöû îïèñûâàåòñÿ äèíàìè÷åñêèìè óðàâíåíèÿìè Ëàíäàó–Ëèôøèöà ñ
çàòóõàíèåì. Ìîäåëèðîâàíèå ìàãíèòíîé äèíàìèêè ñèñòåìû îñíîâàíî íà ïðåäïîëîæåíèè î õàîòè÷åñ-
êîì ðàñïðåäåëåíèè íàïðàâëåíèÿ ìàãíèòíûõ ìîìåíòîâ è òåïëîâûõ ôëóêòóàöèÿõ íàïðàâëåíèÿ îñè
àíèçîòðîïèè ÷àñòèö. Òåîðèÿ ó÷èòûâàåò çàâèñèìîñòü âåëè÷èíû ðåçîíàíñíîãî ïîëÿ îò øèðèíû ëèíèè.
Äîñë³äæåíî ì³êðîõâèëüîâå ïîãëèíàííÿ àíñàìáëþ îäíîäîìåííèõ íàíî÷àñòèíîê La0,7Sr0,3MnO3 â
³íòåðâàë³ òåìïåðàòóð 5–300 Ê.  îáëàñò³ íèçüêèõ òåìïåðàòóð ðåçîíàíñí³ ñïåêòðè äåìîíñòðóþòü òèïî-
âå äëÿ ñóïåðïàðàìàãí³òíîãî ðåçîíàíñó çíà÷íå çá³ëüøåííÿ øèðèíè ë³í³¿ òà çì³ùåííÿ ðåçîíàíñó â îá-
ëàñòü íèçüêèõ ïîë³â. Ç ï³äâèùåííÿì òåìïåðàòóðè ôîðìà ë³í³¿ çì³íþºòüñÿ ³ ïðè Ò > TB (Ò ~ 100 Ê)
ñïîñòåð³ãàºòüñÿ çâóæåííÿ ðåçîíàíñíî¿ êðèâî¿ òà âèõ³ä íà íàñè÷åííÿ ïîëÿ ðåçîíàíñó. ²íäèâ³äóàëüíà
ôîðìà ë³í³¿ íàíî÷àñòèíêè îïèñóºòüñÿ äèíàì³÷åñüêèìè ð³âíÿííÿìè Ëàíäàó–˳ôøèöÿ ç çãàñàííÿì. Ìî-
äåëþâàííÿ ìàãí³òíî¿ äèíàì³êè ñèñòåìè áàçóºòüñÿ íà ïðèïóùåíí³ î õàîòè÷íîìó ðîçïîä³ëó íàïðÿìêó
ìàãí³òíèõ ìîìåíò³â òà òåïëîâèõ ôëóêòóàö³ÿõ íàïðÿìêó îñ³ àí³çîòðîﳿ ÷àñòèíîê. Òåîð³ÿ áåðå äî óâàãè
çàëåæí³ñòü çíà÷åííÿ ðåçîíàíñíîãî ïîëÿ â³ä øèðèíè ë³í³¿.
PACS: 75.50.Tt Ñèñòåìû èç ìàëûõ ÷àñòèö, íàíîêðèñòàëëè÷åñêèå ìàòåðèàëû;
76.50.+g Ôåððîìàãíèòíûé, àíòèôåððîìàãíèòíûé è ôåððèìàãíèòíûé ðåçîíàíñû,
ñïèí-âîëíîâîé ðåçîíàíñ;
75.75.+à Ìàãíèòíûå ñâîéñòâà íàíîñòðóêòóð.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: ìèêðîâîëíîâîå ïîãëîùåíèå, ðåçîíàíñíûå ñïåêòðû, íàíî÷àñòèöû.
1. Ââåäåíèå
Ðåçîíàíñíûå ñâîéñòâà àíñàìáëÿ ñëàáî âçàèìîäåé-
ñòâóþùèõ ìàãíèòíûõ íàíî÷àñòèö ÿâëÿþòñÿ â íàñòîÿ-
ùåå âðåìÿ ïðåäìåòîì èíòåíñèâíûõ ýêñïåðèìåíòàëü-
íûõ è òåîðåòè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé (ñì., íàïðèìåð,
îáçîðû [1,2] è ïðèâåäåííûå òàì ññûëêè). Èíòåðåñ
ê ñèñòåìàì òàêîãî òèïà îáóñëîâëåí êàê ïîòåíöèàëüíû-
ìè âîçìîæíîñòÿìè èõ ïðèìåíåíèÿ â ìèêðîýëåêòðî-
íèêå, òàê è èõ íåîáû÷íûìè ôèçè÷åñêèìè ñâîéñòâàìè,
îïèñàíèå êîòîðûõ òðåáóåò ââåäåíèÿ íîâûõ ôèçè÷åñ-
êèõ ïîíÿòèé. ×àñòíûé, íî ÷ðåçâû÷àéíî âàæíûé ñëó÷àé
— àíñàìáëü ñëàáî âçàèìîäåéñòâóþùèõ îäíîäîìåí-
íûõ ìàãíèòíûõ ÷àñòèö. Èññëåäîâàíèÿ ïîêàçûâàþò,
÷òî õîðîøèì ôèçè÷åñêèì ïðèáëèæåíèåì òàêîé ñèñòå-
ìû ÿâëÿåòñÿ ìîäåëü, ïðèïèñûâàþùàÿ êàæäîé ÷àñòèöå
åäèíûé ìàãíèòíûé ìîìåíò èëè ñóïåðñïèí, òèïè÷íûå
çíà÷åíèÿ êîòîðîãî äîñòèãàþò íåñêîëüêî òûñÿ÷ ìàãíå-
òîíîâ Áîðà µB. Íàïðàâëåíèå ñóïåðñïèíà îòäåëüíîé
÷àñòèöû çàäàåòñÿ ðåçóëüòèðóþùèì ïîëåì, êîòîðîå
âêëþ÷àåò êàê âêëàäû, îáóñëîâëåííûå àíèçîòðîïèåé
è ðàçìàãíè÷èâàþùèì ïîëåì ñàìîé ÷àñòèöû, òàê è
âçàèìîäåéñòâèåì ñ îêðóæåíèåì. Ñ÷èòàåòñÿ, ÷òî ïðè
íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ íàïðàâëåíèå íàìàãíè÷åííîñòè
÷àñòèöû «çàìîðîæåíî» (òàê íàçûâàåìûé ýôôåêò áëî-
êèðîâêè) è, â îáùåì ñëó÷àå, ñëó÷àéíî ðàñïðåäåëåíî.
© Â.Í. Êðèâîðó÷êî, À.È. Ìàð÷åíêî, À.À. Ïðîõîðîâ, 2007
Êðîìå òîãî, ðåçîíàíñíàÿ êðèâàÿ îòäåëüíîé ÷àñòèöû
ìîæåò áûòü äîñòàòî÷íî øèðîêîé.  ðåçóëüòàòå, ïðè
íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ, ðåçîíàíñíàÿ ëèíèÿ àíñàìáëÿ
íàíî÷àñòèö èìååò áîëüøóþ øèðèíó. Ñ ïîâûøåíèåì
òåìïåðàòóðû òåïëîâûå ôëóêòóàöèè íàïðàâëåíèÿ ìàã-
íèòíîãî ìîìåíòà ÷àñòèö óìåíüøàþò îòíîñèòåëüíóþ
ðîëü àíèçîòðîïíûõ âêëàäîâ èç-çà èõ óñðåäíåíèÿ ïî
óãëàì, è ïðè äîñòàòî÷íî âûñîêîé òåìïåðàòóðå, Ò > TB
(ãäå ÒÂ — õàðàêòåðíàÿ òåìïåðàòóðà «áëîêèðîâêè»),
íàáëþäàåòñÿ ñóæåíèå ðåçîíàíñíîé êðèâîé.
Ñîãëàñíî ñîâðåìåííûì ïðåäñòàâëåíèÿì [1–7], îñî-
áåííîñòè òåìïåðàòóðíîãî ïîâåäåíèÿ ðåçîíàíñíûõ
õàðàêòåðèñòèê àíñàìáëÿ èäåàëüíûõ ñóïåðïàðàìàãíèò-
íûõ ÷àñòèö îáóñëîâëåíû òåì îáñòîÿòåëüñòâîì, áóäóò
ëè òåïëîâûå ôëóêòóàöèè äîñòàòî÷íî ñèëüíûìè, ÷òîáû
ìîæíî áûëî ïðåíåáðå÷ü âçàèìîäåéñòâèåì ñóïåðñïèíà
÷àñòèöû ñ îêðóæåíèåì, ëèáî íåò.  ïåðâîì ñëó÷àå ðå-
çîíàíñíàÿ êðèâàÿ ñèñòåìû îäíîäîìåííûõ ÷àñòèö ôàê-
òè÷åñêè åñòü àääèòèâíàÿ ñóììà ðåçîíàíñíûõ êðèâûõ
îòäåëüíûõ ÷àñòèö ñ ñîîòâåòñòâóþùèì ôàêòîðîì òåì-
ïåðàòóðíîãî óñðåäíåíèÿ (ñóæåíèÿ). Â îáðàòíîì ïðå-
äåëå (íèçêèå òåìïåðàòóðû) çíà÷åíèÿ ðåçîíàíñíîãî ïî-
ëÿ è øèðèíû ëèíèè ñèñòåìû îïðåäåëÿþòñÿ áîëåå
ñëîæíûìè «êîëëåêòèâíûìè» ñâîéñòâàìè ÷àñòèö. Åñ-
òåñòâåííî, ñ òåìïåðàòóðîé ìåíÿþòñÿ è ðåçîíàíñíûå
õàðàêòåðèñòèêè îòäåëüíûõ ÷àñòèö, ÷òî çíà÷èòåëüíî
óñëîæíÿåò îïèñàíèå ìàãíèòíîé äèíàìèêè ðåàëüíûõ
ñèñòåì. Êðîìå òîãî, êàê óæå îòìå÷àëîñü, âàæíîé îñî-
áåííîñòüþ ìàãíèòíîé äèíàìèêè ñóïåðïàðàìàãíèòíîé
ñèñòåìû ÿâëÿåòñÿ è òî îáñòîÿòåëüñòâî, ÷òî ïðè íèçêèõ
òåìïåðàòóðàõ øèðèíà ðåçîíàíñíîé êðèâîé ìîæåò
áûòü ñðàâíèìà ñ âåëè÷èíîé ðåçîíàíñíîãî ïîëÿ. Ýòî
îçíà÷àåò, ÷òî ïðè ñóïåðïàðàìàãíèòíîì ðåçîíàíñå óñ-
ëîâèÿ ñòàíäàðòíîãî ïðèáëèæåíèÿ «óçêîé ðåçîíàíñíîé
ëèíèè» (ñì., íàïðèìåð, [8]) íå âûïîëíåíû, è ïîñëåäî-
âàòåëüíîå îïèñàíèå ìàãíèòíîé äèíàìèêè ñèñòåìû
âîçìîæíî òîëüêî â ðàìêàõ îáùèõ ìîäåëåé [4–7].
 äàííîé ðàáîòå ïðèâåäåíû ðåçóëüòàòû èññëåäîâà-
íèé òåìïåðàòóðíîãî ïîâåäåíèÿ ðåçîíàíñíûõ ñâîéñòâ
àíñàìáëÿ îäíîäîìåííûõ íàíî÷àñòèö La0,7Sr0,3MnO3
(LSMO) â èíòåðâàëå òåìïåðàòóð 5–300 Ê. Ñîåäèíå-
íèå LSMO — òèïè÷íûé ïðåäñòàâèòåëü ìàòåðèàëîâ
ñ êîëîññàëüíûì ìàãíèòîðåçèñòèâíûì ýôôåêòîì [9] è
âûñîêîé ñïèíîâîé ïîëÿðèçàöèåé íîñèòåëåé çàðÿäà
íà ïîâåðõíîñòè Ôåðìè. Òàêîãî òèïà ìàòåðèàëû, òàê
íàçûâàåìûå ïîëîâèííûå ìåòàëëè÷åñêèå ôåððîìàã-
íåòèêè (half-metallic ferromagnets), íåîáõîäèìû äëÿ
ðàçâèòèÿ íîâîãî íàïðàâëåíèÿ òâåðäîòåëüíîé ìèêðî-
ýëåêòðîíèêè — ñïèíòðîíèêè. Â ñâÿçè ñ âîçìîæíî-
ñòüþ èñïîëüçîâàíèÿ ìàíãàíèòîâ â êà÷åñòâå «èñòî÷íè-
êîâ»/«ïðèåìíèêîâ» ïîëÿðèçîâàííîãî ïî ñïèíó òîêà
âîçíèêàþò òðåáîâàíèÿ êàê íà ïîëó÷åíèå ìàêñèìàëü-
íîé ñïèíîâîé ïîëÿðèçàöèè íîñèòåëåé çàðÿäà â íèõ,
òàê è íà ñîõðàíåíèå ýòèõ ñâîéñòâ ïðè ïåðåõîäå ê íàíî-
ìåòðîâûì ðàçìåðàì îáðàçöà.
Ïåðâûå èññëåäîâàíèÿ ìàãíèòîðåçîíàíñíûõ ñâîéñòâ
íàíî÷àñòèö La0,7Sr0,3MnO3 ñ ðàçìåðîì 50–200 íì áûëè
âûïîëíåíû â ðàáîòàõ [10,11]. Îäíàêî ÷àñòèöû òàêîãî
ðàçìåðà ÿâëÿþòñÿ åùå ìíîãîäîìåííûìè è, åñòåñòâåí-
íî, èõ ìàãíèòíàÿ äèíàìèêà îòëè÷àåòñÿ îò äèíàìèêè
ñóïåðïàðàìàãíèòíîé ñèñòåìû. Â íàñòîÿùåì ñîîáùå-
íèè âïåðâûå, íàñêîëüêî ýòî èçâåñòíî àâòîðàì, èññëå-
äîâàíî âûñîêî÷àñòîòíîå ïîãëîùåíèå â óñëîâèÿõ ýëåê-
òðîííîãî ñóïåðïàðàìàãíèòíîãî ðåçîíàíñà àíñàìáëÿ
îäíîäîìåííûõ ÷àñòèö LSMO ðàçìåðîì � 12 íì. Óñòà-
íîâëåíî, ÷òî â îáëàñòè íèçêèõ òåìïåðàòóð ðåçîíàí-
ñíûå ñïåêòðû äåìîíñòðèðóþò òèïè÷íîå äëÿ ñóïåðïà-
ðàìàãíèòíîãî ðåçîíàíñà çíà÷èòåëüíîå óâåëè÷åíèå
øèðèíû ëèíèè è ñìåùåíèå ðåçîíàíñà â îáëàñòü íèç-
êèõ ïîëåé. Ñ ïîâûøåíèåì òåìïåðàòóðû õàðàêòåð òåì-
ïåðàòóðíûõ çàâèñèìîñòåé ïîëÿ ìàãíèòíîãî ðåçîíàíñà
è øèðèíû ëèíèè ìåíÿåòñÿ. Ïðè äîñòàòî÷íî âûñîêèõ
òåìïåðàòóðàõ íàáëþäàåòñÿ ñóæåíèå ðåçîíàíñíîé êðè-
âîé è âûõîä íà íàñûùåíèå ðåçîíàíñíîãî ïîëÿ. Òåîðå-
òè÷åñêèé ôîðìàëèçì, ó÷èòûâàþùèé ñîïîñòàâèìîñòü
øèðèíû ëèíèè ñ âåëè÷èíîé ðåçîíàíñíîãî ïîëÿ, ïî-
çâîëèë àäåêâàòíî îïèñàòü ôîðìó ëèíèè ìàãíèòíîãî
ðåçîíàíñà â øèðîêîì äèàïàçîíå òåìïåðàòóð è âîññòà-
íîâèòü çíà÷åíèÿ ìàãíèòíûõ è ãåîìåòðè÷åñêèõ ïàðà-
ìåòðîâ ñèñòåìû. Ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé ïîêàçû-
âàþò, ÷òî ÷àñòèöû La0,7Sr0,3MnO3 ðàçìåðîì � 12 íì
âñå åùå ñîõðàíÿþò ñâîè óíèêàëüíûå ôèçè÷åñêèå
ñâîéñòâà.
2. Îáðàçöû è ýêñïåðèìåíòàëüíûå ðåçóëüòàòû
Ïîðîøîê La0,7Sr0,3MnO3 ñ ðàçìåðîì îòäåëüíûõ
÷àñòèö � 12 íì áûë ïîëó÷åí ìåòîäîì ñîâìåñòíîãî
îñàæäåíèÿ ïî òåõíîëîãèè, ðàçðàáîòàííîé â ÄîíÔÒÈ
ÍÀÍÓ [12]. Ðåíòãåíîñòðóêòóðíûé àíàëèç ïîêàçàë îä-
íîôàçíîñòü ñîñòàâà è ïåðîâñêèòîâóþ ñòðóêòóðó ÷àñ-
òèö LSMO [11].
Ñîãëàñíî èçìåðåíèÿì êîýðöèòèâíîñòè [13,14], îä-
íîäîìåííûìè ÿâëÿþòñÿ ÷àñòèöû LSMO ñ ðàçìåðàìè
ìåíåå 20–30 íì. Âûïîëíåííûå ðàíåå èññëåäîâàíèÿ
[11,15] ìàãíèòíûõ ñâîéñòâ íàíîïîðîøêîâ LSMO ñ
ðàçëè÷íûì ðàçìåðîì ÷àñòèö, ïîëó÷åííûõ ïî òåõíî-
ëîãèè [12], ïîäòâåðäèëè, ÷òî íàíî÷àñòèöû ðàçìåðîì
12 íì ÿâëÿþòñÿ îäíîäîìåííûìè. À èìåííî: ñðàâíè-
òåëüíûé àíàëèç ñïåêòðîâ ÿäåðíîãî ìàãíèòíîãî ðåçî-
íàíñà (ßÌÐ) íà ÿäðàõ
55
Mn äëÿ ÷àñòèö äâóõ ðàçìåðîâ
— îòíîñèòåëüíî áîëüøîãî ðàçìåðà (50–200 íì, îáðàç-
öû NP1) è ìàëîãî (12 íì, îáðàçöû NP2) — ïîêàçàë, ÷òî
îòëè÷èòåëüíîé îñîáåííîñòüþ ñïåêòðîâ ßÌÐ ìàëûõ
÷àñòèö ÿâëÿåòñÿ ñèëüíîå óìåíüøåíèå (áîëåå ÷åì â
40 ðàç) èíòåíñèâíîñòè ñèãíàëà. Ýòî óìåíüøåíèå ñèã-
íàëà íå êîððåëèðóåò ñ èçìåíåíèåì îáúåìà ôåððîìàã-
íèòíîé ôàçû ÷àñòèöû, êîòîðàÿ, ïî äàííûì ìàãíèòî-
Ñóïåðïàðàìàãíèòíûé ðåçîíàíñ îäíîäîìåííûõ íàíî÷àñòèö LaSrMnO3
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2007, ò. 33, ¹ 5 579
ñòàòè÷åñêèõ èçìåðåíèé íàìàãíè÷åííîñòè, óìåíüøàëàñü
ïðèìåðíî â 3 ðàçà. Ó÷èòûâàÿ ñïåöèôèêó ßÌÐ â ôåððî-
ìàãíåòèêàõ, êàæóùååñÿ àíîìàëüíîå óìåíüøåíèå èí-
òåíñèâíîñòè ëèíèè ïîðîøêà LSMO ñ ðàçìåðîì îò-
äåëüíûõ ÷àñòèö � 12 íì îáúÿñíÿåòñÿ òåì, ÷òî ýòîò
ïîðîøîê ñîäåðæèò â îñíîâíîì îäíîäîìåííûå ÷àñ-
òèöû [11].
Óïîìÿíóòîå âûøå óìåíüøåíèå (â 3 ðàçà) íàìàãíè-
÷åííîñòè íàñûùåíèÿ îáðàçöà ÷àñòèö (12 íì) ïî ñðàâ-
íåíèþ ñ ÷àñòèöàìè îòíîñèòåëüíî áîëüøîãî ðàçìåðà
îòðàæàåò îäíó èç îñîáåííîñòåé íàíîðàçìåðíûõ ÷àñ-
òèö ìàíãàíèòîâ, âàæíóþ ïðè ìîäåëèðîâàíèè ñïåêòðîâ
ðåçîíàíñíîãî ïîãëîùåíèÿ. À èìåííî: â ìàíãàíèòàõ,
èç-çà ñïåöèôèêè äâîéíîãî îáìåíà, ïðèïîâåðõíîñò-
íûé ñëîé íå ÿâëÿåòñÿ ôåððîìàãíèòíûì, à èñïûòûâàåò
áîëüøîå ñïèíîâîå ðàçóïîðÿäî÷åíèå (ñì., íàïðèìåð,
[13,16]). Ñ óìåíüøåíèåì ðàçìåðà ÷àñòèöû âëèÿíèå
ïðèïîâåðõíîñòíûõ ñëîåâ óñèëèâàåòñÿ. Â èññëåäîâà-
íèÿõ [11,15] ïîäòâåðæäåíèåì òîãî, ÷òî íàìàãíè÷åí-
íîñòü îáóñëîâëåíà â îñíîâíîì ÿäðîì ÷àñòèöû, áûëî
ñîâïàäåíèå òåìïåðàòóðû íà÷àëà ïåðåõîäà ïà-
ðàìàãíåòèê—ôåððîìàãíåòèê îáðàçöîâ NP1 è NP2 ñ
ÒÑ = 360 Ê ïîëèêðèñòàëëà ýòîãî æå ñîñòàâà. Ñäåëàí-
íûå ïî ðåçóëüòàòàì ßÌÐ èññëåäîâàíèé [11,15] îöåíêè
äàþò äëÿ îáðàçöîâ NP2 òîëùèíó ïîâåðõíîñòíîãî äå-
ôåêòíîãî ñëîÿ � 2 íì. Ýòî î÷åíü áëèçêî ê çíà÷åíèþ
(1,5 ± 0,1) íì, íàéäåííîìó â ðàáîòå [16] äëÿ íàíîïî-
ðîøêîâ La0,67Ca0,33MnO3 ðàçëè÷íûõ ðàçìåðîâ, ïîëó-
÷åííûõ ðàçìîëîì ìàññèâíûõ ìîíîêðèñòàëëîâ. Äëÿ
íàíî÷àñòèö La0,8Sr0,2MnO3, ïîëó÷åííûõ èçìåëü÷åíè-
åì ïîëèêðèñòàëëîâ, â [13] áûëà âûâåäåíà ýìïèðè÷åñ-
êàÿ ýêñïîíåíöèàëüíàÿ çàâèñèìîñòü, ñâÿçûâàþùàÿ
òîëùèíó ïîâåðõíîñòíîãî ñëîÿ ñ ðàçìåðîì ÷àñòèöû.
Ñîãëàñíî ýòîé çàâèñèìîñòè, äëÿ ÷àñòèö � 12 íì òîë-
ùèíà íåìàãíèòíîãî ñëîÿ ñîñòàâëÿåò 1,5 íì, ÷òî òîæå
õîðîøî ñîãëàñóåòñÿ ñ îöåíêàìè [11,15].
Äëÿ ïîñëåäóþùèõ èññëåäîâàíèé ïîðîøîê LSMO
ñìåøèâàëè ñ âîñêîì ïðè òåìïåðàòóðå ~ 80 °C è ôîðìè-
ðîâàëè â îáðàçöû ñôåðè÷åñêîé ôîðìû (äèàìåòðîì
~ 2–3 ìì). Ðåçîíàíñíûå èçìåðåíèÿ ïðîâîäèëè ñ ïî-
ìîùüþ ñòàíäàðòíîãî ñïåêòðîìåòðà ÝÏÐ Õ-äèàïàçîíà
íà ÷àñòîòå �� �� � 9,244 ÃÃö â òåìïåðàòóðíîì èíòåð-
âàëå 5–300 Ê.
Íà ðèñ. 1 ïîêàçàí ñïåêòð ïàðàìàãíèòíîãî ðåçîíàí-
ñà (ïåðâàÿ ïðîèçâîäíàÿ ïîãëîùàåìîé ìîùíîñòè) êàê
ôóíêöèÿ ïðèëîæåííîãî ïîëÿ ïðè ðàçëè÷íûõ òåìïåðà-
òóðàõ. Çàïèñü ñïåêòðà ÝÏÐ ïðîâîäèëè ñ øàãîì ïî òåì-
ïåðàòóðå ~ 10 Ê; íà ðèñóíêå ïðèâåäåíû ðåçóëüòàòû â
îáëàñòè íåêîòîðûõ «õàðàêòåðíûõ» òåìïåðàòóð (ñì.
íèæå). Íàéäåííûå ýêñïåðèìåíòàëüíûå çàâèñèìîñòè
ðåçîíàíñíîãî ïîëÿ Bres (ïîëÿ ìàêñèìóìà ïîãëîùàåìîé
ìîùíîñòè) è øèðèíû ëèíèè ïîãëîùåíèÿ �res (èçìå-
ðåííîé êàê ðàññòîÿíèå ìåæäó ýêñòðåìàëüíûìè çíà÷å-
íèÿìè ïîëÿ ó ïðîèçâîäíîé ëèíèè ïîãëîùåíèÿ) îò òåì-
ïåðàòóðû ïðèâåäåíû íà ðèñ. 2. Êàê âèäíî íà ðèñ. 1 è 2,
ïðè ïîíèæåíèè òåìïåðàòóðû c 300 Ê äî 5 Ê ïðîèñõî-
äèò çíà÷èòåëüíîå óâåëè÷åíèå øèðèíû ëèíèè è ñìåùå-
íèå ÷àñòîòû ðåçîíàíñà â îáëàñòü íèçêèõ ïîëåé. Òàêîå
580 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2007, ò. 33, ¹ 5
Â.Í. Êðèâîðó÷êî, À.È. Ìàð÷åíêî, À.À. Ïðîõîðîâ
0 200 400 600
B, ìTë
d
P
/d
B
,
î
òí
.
åä
.
1
2
3
4
5
6
7
Ðèñ. 1. Ñïåêòð ýëåêòðîííîãî ïàðàìàãíèòíîãî ðåçîíàíñà
ñëàáî âçàèìîäåéñòâóþùèõ íàíî÷àñòèö La0,7Sr0,3MnO3 íà
÷àñòîòå 9,244 ÃÃö ïðè Ò, Ê: 5 (1), 61 (2), 112 (3), 170 (4),
232 (5), 271 (6), 295 (7).
0 50 100 150 200 250
0,2
0,3
TB
T, Ê
0,08
0,16
B
,
Ò
ë
re
s
�
B
,
Ò
ë
Ðèñ. 2. Òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü ðåçîíàíñíîãî ïîëÿ Bres
è øèðèíû ðåçîíàíñíîé ëèíèè îòäåëüíîé ÷àñòèöû � ñèñ-
òåìû íàíî÷àñòèö La0,7Sr0,3MnO3.; òåîðèÿ (+), ýêñïåðèìåíò
(�).
ïîâåäåíèå ñïåêòðà ÿâëÿåòñÿ õàðàêòåðíûì ïðèçíàêîì
ñóïåðïàðàìàãíèòíîãî ðåçîíàíñà è ðàíåå íàáëþäàëîñü
íà ÷àñòèöàõ Ni [17,18], óëüòðàäèñïåðñíûõ ÷àñòèöàõ
Mn–Zn ôåððèòà [19], FeOOH [20], �-Fe2O3 è äðóãèõ
íàíîðàçìåðíûõ ÷àñòèöàõ [4–7,21].
Çäåñü ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî ñóïåðïàðàìàãíèòíûå
ñâîéñòâà ÷àñòèöû, â îïðåäåëåííîì ñìûñëå, çàâèñÿò îò
õàðàêòåðíîãî âðåìåíè íàáëþäåíèÿ. Òî÷íåå, ôåððîìàã-
íèòíàÿ ÷àñòèöà áóäåò ïðîÿâëÿòü ñâîéñòâà ñóïåðïàðà-
ìàãíåòèçìà, åñëè âðåìÿ èçìåíåíèÿ íàïðàâëåíèÿ íà-
ìàãíè÷èâàíèÿ ÷àñòèöû èç-çà òåïëîâûõ ôëóêòóàöèé t
ñîïîñòàâèìî èëè ìåíüøå õàðàêòåðíîãî âðåìåíè èçìå-
ðåíèÿ tm. Îöåíèòü õàðàêòåðíîå âðåìÿ èíâåðñèè íàìàã-
íè÷åííîñòè îäíîäîìåííîé ÷àñòèöû îáúåìîì V è ýíåð-
ãèåé àíèçîòðîïèè Ea ìîæíî èç ñîîòíîøåíèÿ
Íååëÿ–Áðàóíà [3]:
� 0 exp ( / )E V k Ta B , (1)
ãäå k B — ïîñòîÿííàÿ Áîëüöìàíà, à òèïè÷íûå çíà÷å-
íèÿ
ëåæàò â èíòåðâàëå10 13� –10 10� c. Èç âûðàæåíèÿ
(1) òåìïåðàòóðà áëîêèðîâêè ìîæåò áûòü îöåíåíà êàê
T E V kB a B m� / ln ( / ) 0 . (2)
Òåìïåðàòóðà áëîêèðîâêè äëÿ ñèñòåìû ÷àñòèö
LSMO íà ÷àñòîòå íàáëþäåíèÿ îöåíèâàëàñü íàìè ïî
èçìåíåíèþ ôîðìû êðèâîé Bres(T). Êàê ýòî âèäíî íà
ðèñ. 1, â èíòåðâàëå òåìïåðàòóð 60–130 Ê ïðîèñõîäèò
ñóùåñòâåííîå àñèììåòðè÷íîå óøèðåíèå ðåçîíàíñíîé
ëèíèè. Èñõîäÿ èç ýòîãî, ìû îöåíèëè çíà÷åíèå
ÒÂ � 100–110 Ê.
3. Òåîðåòè÷åñêèé ôîðìàëèçì
Êàê ïîêàçûâàåò äåòàëüíûé àíàëèç, âûïîëíåííûé â
[5], àäåêâàòíîå îïèñàíèå ôîðìû ëèíèè ìàãíèòíîãî ðå-
çîíàíñà àíñàìáëÿ ñëàáî âçàèìîäåéñòâóþùèõ ìàã-
íèòíûõ íàíî÷àñòèö ìîæíî ïîëó÷èòü, èñïîëüçóÿ äëÿ
îïèñàíèÿ äèíàìèêè îòäåëüíîé ÷àñòèöû óðàâíåíèå
Ëàíäàó–Ëèôøèöà ñ çàòóõàíèåì â ôîðìå Ëàíäàó–Ëèô-
øèöà:
� �
��M M B M M B� � � � � ��
�
M
2
, (3)
ãäå B — ýôôåêòèâíîå ïîëå, äåéñòâóþùåå íà ìàã-
íèòíûé ìîìåíò ÷àñòèöû Ì, � — ãèðîìàãíèòíîå îò-
íîøåíèå, � � 0 — êîýôôèöèåíò çàòóõàíèÿ. Ëèíåàðè-
çîâàííîå ðåøåíèå óðàâíåíèÿ (3) ïîçâîëÿåò íàéòè
äèàãîíàëüíóþ êîìïîíåíòó òåíçîðà âûñîêî÷àñòîòíîé
ìàãíèòíîé âîñïðèèì÷èâîñòè. Ìíèìàÿ ÷àñòü ýòîé
êîìïîíåíòû èìååò âèä
���
�� �
� �
� �
MB B B B
B B B B B
B B
B
0
2
0
2 2 2
0
4
0
2
0
2 2 2
0
� �
�
[( ) ]
[ ( ) ][ 2
0
2 2 2( ) ]
.
B B BB� � �
(4)
Çäåñü B0 �� �/ — ðåçîíàíñíîå ïîëå, � — ÷àñòîòà ðå-
çîíàíñà, � B B M� � �0 / — ïðèâåäåííûé êîýôôèöèåíò
çàòóõàíèÿ, õàðàêòåðèçóþùèé øèðèíó ëèíèè ñïåêòðà
îäíîé ÷àñòèöû. Îòìåòèì, ÷òî âûðàæåíèå (4) âêëþ÷à-
åò îòêëèê êàê íà ðåçîíàíñíóþ (ïðàâîïîëÿðèçîâàí-
íóþ), òàê è íà àíòèðåçîíàíñíóþ (ëåâîïîëÿðèçîâàí-
íóþ) ñîñòàâëÿþùèå ïåðåìåííîãî ïîëÿ. Êðîìå òîãî, â
(4) íå ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî øèðèíà ðåçîíàíñíîé êðè-
âîé ÿâëÿåòñÿ óçêîé.
Êàê îáû÷íî, ýôôåêòèâíîå ïîëå, êîòîðîå äåéñòâóåò
íà îäíîäîìåííóþ ÷àñòèöó, îïðåäåëÿåòñÿ êàê ïåðâàÿ
ïðîèçâîäíàÿ ïëîòíîñòè ñâîáîäíîé ýíåðãèè ïî íàïðàâ-
ëåíèþ âåêòîðà ðàâíîâåñíîé íàìàãíè÷åííîñòè:
B M� � � �E / . Ïëîòíîñòü ñâîáîäíîé ýíåðãèè E ÷àñòè-
öû èìååò âèä
E E K Ea d� � � � �M Bapp ( )1 . (5)
Çäåñü ïåðâîå ñëàãàåìîå ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ýíåðãèþ
Çååìàíà âî âíåøíåì ïîñòîÿííîì ìàãíèòíîì ïîëå
Bapp; âòîðîå ñëàãàåìîå îïèñûâàåò ýíåðãèþ ìàãíèòíîé
àíèçîòðîïèè (K1 — ïîñòîÿííàÿ àíèçîòðîïèè); òðåòüå
ñëàãàåìîå îòâå÷àåò ýíåðãèè ðàçìàãíè÷èâàþùåãî ïî-
ëÿ.  ñëó÷àå, êîãäà ýíåðãèÿ Çååìàíà ìíîãî áîëüøå
ýíåðãèé ìàãíèòíîé àíèçîòðîïèè è ðàçìàãíè÷èâàíèÿ
(èìåííî ýòîò ïðåäåë è ðàññìàòðèâàåòñÿ íèæå), ýôôåê-
òèâíîå ïîëå, äåéñòâóþùåå íà ìàãíèòíûé ìîìåíò ÷àñ-
òèöû âäîëü íàïðàâëåíèÿ âíåøíåãî ïîñòîÿííîãî ïîëÿ,
ðàâíî:
B B B Ba d� � �app , (6)
ãäå Ba — ïîëå àíèçîòðîïèè, Bd — ðàçìàãíè÷èâàþùåå
ïîëå. Ïîñêîëüêó ïîëå àíèçîòðîïèè è ðàçìàãíè÷èâàþ-
ùåå ïîëå çàâèñÿò îò íàïðàâëåíèÿ ìàãíèòíîãî ìîìåíòà
÷àñòèöû, ýòî ïðèâîäèò ê ïîÿâëåíèþ óãëîâîé çàâèñè-
ìîñòè ðåçîíàíñíîãî ñïåêòðà. Â òî æå âðåìÿ, ïðè êî-
íå÷íûõ òåìïåðàòóðàõ, íàïðàâëåíèå íàìàãíè÷åííîñòè
îòäåëüíîé íàíî÷àñòèöû èñïûòûâàåò òåïëîâûå ôëóê-
òóàöèè, ò.å. äëÿ ìàëûõ ÷àñòèö ïîëÿ Ba è Bd äîëæíû
áûòü ñîîòâåòñòâóþùèì îáðàçîì óñðåäíåíû. Ìû èñ-
õîäèì èç åñòåñòâåííîãî ïðåäïîëîæåíèÿ î õàîòè÷åñ-
êîì ðàñïðåäåëåíèè íàïðàâëåíèÿ ìàãíèòíîãî ìîìåíòà
è îñåé àíèçîòðîïèè îòäåëüíîé ÷àñòèöû è èõ òåïëîâûõ
ôëóêòóàöèÿõ (òàê íàçûâàåìàÿ «the random anisotropy
model» (RAM) , ñì., íàïðèìåð, [22,23]).
Äëÿ ÷àñòèö ñ êóáè÷åñêîé ñèììåòðèåé ðåøåòêè
óñðåäíåííîå ïî òåïëîâûì ôëóêòóàöèÿì íàïðàâëåíèÿ
êðèñòàëëè÷åñêèõ îñåé ïîëå àíèçîòðîïèè íàéäåíî â
[22,7]. Â ïðèáëèæåíèè Bapp >> (Ba, Bd) èìååì:
B
K
M
G xa � � � �
2
125 2 2 11 2 4 2( ) [ , (sin sin sin ) ]� � � , (7)
ãäå ñóïåðïàðàìàãíèòíûé óñðåäíÿþùèé êîýôôèöèåíò
ðàâåí:
Ñóïåðïàðàìàãíèòíûé ðåçîíàíñ îäíîäîìåííûõ íàíî÷àñòèö LaSrMnO3
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2007, ò. 33, ¹ 5 581
G x
L x x L x x x
( )
( ) ( )
� � � �
1 10 35 105
2 3
, (8)
L x x x( ) ( ) /� �cth 1 — ôóíêöèÿ Ëàíæåâåíà, x �
� MVB k TB/ ( ) è V — îáúåì ÷àñòèöû.
Àíàëîãè÷íàÿ ïðîöåäóðà äëÿ òåðìè÷åñêè óñðåäíåí-
íîãî ðàçìàãíè÷èâàþùåãî ïîëÿ ýëëèïñîèäà âðàùåíèÿ
(ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî âñå ÷àñòèöû èìåþò îäèíàêîâóþ
ýëëèïñîèäàëüíóþ ôîðìó) äàåò:
B
M
L x N Nd � � ��
�
�0 2
2
3 1( )( )( cos )|| , (9)
N || è N � — ðàçìàãíè÷èâàþùèå ôàêòîðû â íàïðàâëå-
íèÿõ ïàðàëëåëüíîì è ïåðïåíäèêóëÿðíîì ãëàâíîé îñè
ýëëèïñîèäà.
Êàê ïîêàçàíî â ðàáîòå [5], íåîáõîäèìî òàêæå
ó÷åñòü óñðåäíåíèå ïàðàìåòðà �B, õàðàêòåðèçóþùåãî â
óðàâíåíèè (4) øèðèíó ëèíèè. Òàêîå óñðåäíåíèå îïè-
ñûâàåòñÿ ñîîòíîøåíèåì
� �B BT L x( ) ( )� 0 , (10)
ãäå �Â0 — øèðèíà ÝÏÐ ëèíèè ïðè Ò = 0 Ê.
Îòìåòèì, ÷òî èìåííî íà ýòàïå óñðåäíåíèÿ ïî òåï-
ëîâûì ôëóêòóàöèÿì ïîëåé Ba, Bd è ïàðàìåòðà �B
«çàëîæåíî» ðàçëè÷íîå ïîâåäåíèå ðåçîíàíñíûõ õàðàê-
òåðèñòèê ñèñòåìû ïðè «íèçêèõ» è «âûñîêèõ» òåìïåðà-
òóðàõ è íàëè÷èå õàðàêòåðíîé òåìïåðàòóðû ÒÂ, ðàçäå-
ëÿþùåé ýòè îáëàñòè.
Ñëåäóÿ [4–7], ôîðìó ëèíèè ñïåêòðà ìàãíèòíîãî
ðåçîíàíñà ñèñòåìû ïðîèçâîëüíî îðèåíòèðîâàííûõ
îäíîäîìåííûõ íàíî÷àñòèö áóäåì îïèñûâàòü âûðàæå-
íèåì
I B
F B B D f D d dB V
D
( )
[ , , , , , ] ( ) sin .
app �
� ��� 0 � � � � �
��
� (11)
Çäåñü F B B D B[ , , , , , ]0 � � � — ôîðìà ëèíèè îäíîé íàíî-
÷àñòèöû äèàìåòðà D; �, � — óãëû ìåæäó íàïðàâëåíè-
åì ýôôåêòèâíîãî ïîëÿ B, äåéñòâóþùåãî íà ÷àñòèöó, è
åå êðèñòàëëîãðàôè÷åñêèìè îñÿìè. Ïðåäïîëàãàåòñÿ,
÷òî ýòè îñè ñîâïàäàþò ñ îñÿìè ýëëèïñà ÷àñòèöû. Âèä
ðåçîíàíñíîé ëèíèè ïîãëîùåíèÿ îòäåëüíîé ÷àñòèöû,
F B B D B[ , , , , , ]0 � � � , îïðåäåëÿåòñÿ ïðîèçâîäíîé ïî ïî-
ëþ ìíèìîé ÷àñòè òåíçîðà âûñîêî÷àñòîòíîé âîñ-
ïðèèì÷èâîñòè — âûðàæåíèåì (4). Ðàçáðîñ ÷àñòèö ïî
äèàìåòðó D îáû÷íî îïèñûâàåòñÿ ëîãàðèôìè÷åñêèì
ðàñïðåäåëåíèåì:
�f D
D
D
D
V
Vm Vm
�
�
�
�
�
��
!
""
�
�
�
�
!
"exp ( / )
exp ln
#
�# #
2
2
22
2
1
2
" , (12)
ãäå DVm — äèàìåòð, ñîîòâåòñòâóþùèé ìàêñèìóìó
ôóíêöèè f DV ( ), à # õàðàêòåðèçóåò îòêëîíåíèå
ln (D/DVm).
Àëãîðèòì ÷èñëåííûõ âû÷èñëåíèé ñîñòîÿë â ñëåäó-
þùåì. Ïîäñòàâëÿÿ âûðàæåíèÿ äëÿ Ba (7) è Bd (9) â ñî-
îòíîøåíèå (6), íàõîäèëè ÿâíîå âûðàæåíèå äëÿ ýôôåê-
òèâíîãî ïîëÿ, äåéñòâóþùåãî íà ÷àñòèöó. Ïðè ýòîì,
ó÷èòûâàÿ óñëîâèÿ Bapp >> (Ba, Bd), â ôîðìóëàõ (7)–(9)
ýôôåêòèâíîå ïîëå áûëî çàìåíåíî íà Bapp; ò.å. càìîñîã-
ëàñîâàíèå ïî ïîëþ B íå ïðîâîäèëîñü. Èíòåãðèðîâà-
íèå â ôîðìóëå (11) ïðîèçâîäèëè ÷èñëåííî ñ òî÷íîñ-
òüþ íå ìåíåå 1%.  êà÷åñòâå ìèíèìèçèðóåìîé áûëà
âûáðàíà ôóíêöèÿ ( ( ) )expI B Ii i
i
app �$ 2, ãäå ïîä i ïîíè-
ìàåòñÿ ñóììèðîâàíèå ïî âñåì èçìåðåííûì â ýêñïåðè-
ìåíòå çíà÷åíèÿì ïîëÿ ( )B iapp è ïðîèçâîäíîé ïîãëî-
ùåíèÿ Iexp i. Ðàñ÷åò ïàðàìåòðîâ M0, s, N N|| � � , K1,
ïðîèçâîäèëñÿ ìåòîäîì «ñïóñêà ïî êîîðäèíàòàì». Ââè-
äó ìíîãîïàðàìåòðè÷íîñòè çàäà÷è âûáîð èíòåðâàëà
âîçìîæíûõ çíà÷åíèé ïàðàìåòðîâ îïðåäåëÿëè ôèçè-
÷åñêèìè ñîîáðàæåíèÿìè è ñóùåñòâóþùèìè ëèòåðà-
òóðíûìè äàííûìè (ñì. ðàçäåë 4). Ïîñêîëüêó DVm íå
ÿâëÿåòñÿ íåçàâèñèìûì ïàðàìåòðîì (â ÷åì ëåãêî óáå-
äèòüñÿ, ïðîèçâåäÿ çàìåíó % � MDVm
3 âî âñåõ âûðàæå-
íèÿõ, ñîäåðæàùèõ îáúåì ÷àñòèöû), åãî çíà÷åíèå áûëî
îïðåäåëåíî íåçàâèñèìî èç ìèêðîñòðóêòóðíîãî àíàëè-
çà. Â äàëüíåéøåì ýòîò ïàðàìåòð îñòàâàëñÿ ôèêñèðî-
âàííûì. Â ðåçóëüòàòå, èñïîëüçóÿ âûðàæåíèÿ (4)–(12),
÷èñëåííî óäàåòñÿ âîññòàíîâèòü ôîðìó ëèíèè ìàãíèò-
íîãî ðåçîíàíñà àíñàìáëÿ íàíî÷àñòèö êàê ôóíêöèþ
âíåøíåãî ïîëÿ Bapp è òåìïåðàòóðû ïðè ðàçëè÷íûõ çíà-
÷åíèÿõ ìàãíèòíûõ è ãåîìåòðè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ îò-
äåëüíîé ÷àñòèöû.
4. Îáñóæäåíèå ðåçóëüòàòîâ
Íà ðèñ. 2–5 ïðåäñòàâëåíû ðåçóëüòàòû êîìïüþòåð-
íîãî ìîäåëèðîâàíèÿ ðåçîíàíñíûõ ñâîéñòâ àíñàìáëÿ
îäíîäîìåííûõ ÷àñòèö LSMO. Íàèëó÷øåå ñîãëàñèå
ñ ýêñïåðèìåíòîì áûëî äîñòèãíóòî ïðè ñëåäóþùèõ
çíà÷åíèÿõ ïàðàìåòðîâ ñèñòåìû: DVm = 12,5 íì,
M0 � 501 êA/ì (� 75 åä. ÑÃÑÌ/ã), # = 0,003,
N N|| � �� 0, K1 = 1600 Äæ/ì
3
(1,6·10
4
ýðã/cì
3
). Ïðåä-
ïîëàãàëîñü òàêæå, ÷òî Â0 = 0,33 Òë, ÷òî ñîîòâåòñòâóåò
ãèðîìàãíèòíîìó îòíîøåíèþ ñâîáîäíîãî ýëåêòðîíà
(g = 2). Òåìïåðàòóðíîå ïîâåäåíèå íàìàãíè÷åííîñòè
îòäåëüíîé ÷àñòèöû îïèñûâàëîñü ôóíêöèåé Ëàíæåâå-
íà ñ íàìàãíè÷åííîñòüþ íàñûùåíèÿ Ì0. Òåìïåðàòóð-
íàÿ çàâèñèìîñòü ïàðàìåòðà �B0 ïðåäñòàâëåíà íà ãðà-
ôèêå ðèñ. 3; ÿâíûé âèä �B0(Ò) íå çàäàâàëñÿ, à áûë
âîññòàíîâëåí â ïðîöåññå ôèòèðîâàíèÿ. Îòìåòèì ìà-
ëîå çíà÷åíèå ïàðàìåòðà s, ÷òî îòâå÷àåò âûñîêîé ìîíî-
äèñïåðñíîñòè èññëåäóåìûõ ÷àñòèö. Âîññòàíîâëåííûå
íàìè çíà÷åíèÿ ïàðàìåòðîâ M0 è K1 óäîâëåòâîðèòåëüíî
ñîãëàñóþòñÿ ñ ñóùåñòâóþùèìè ëèòåðàòóðíûìè äàí-
íûìè êàê äëÿ îáúåìíûõ/ïëåíî÷íûõ [24], òàê è äëÿ íà-
íîñòðóêòóðèðîâàííûõ îáðàçöîâ [10,13,14] äàííîãî
ñîñòàâà. (Âî èçáåæàíèå íåäîðàçóìåíèé îòìåòèì, ÷òî
ïðèâåäåííîå â ðàáîòå [14] çíà÷åíèå íàìàãíè÷åííîñòè,
582 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2007, ò. 33, ¹ 5
Â.Í. Êðèâîðó÷êî, À.È. Ìàð÷åíêî, À.À. Ïðîõîðîâ
~ 90 åä. ÑÃÑÌ/ã, áëèçêî ê ïîëó÷åííîìó íàìè.  òî æå
âðåìÿ íàéäåííîå çíà÷åíèå êîíñòàíòû àíèçîòðîïèè,
8·10
5
ýðã/cì
3
, íà ïîðÿäîê áîëüøå. Ïîñëåäíåå, ïî-âè-
äèìîìó, ñâÿçàíî ñ òåì îáñòîÿòåëüñòâîì, ÷òî èññëåäî-
âàííûå ÷àñòèöû La2/3Sr1/3MnO3 ( � 20 íì ) áûëè ïîìå-
ùåíû â íàíîòðóáêè.)
Ïîëó÷åííûå òåîðåòè÷åñêèå çàâèñèìîñòè (ñèìâîë +)
ðåçîíàíñíûõ ïàðàìåòðîâ àíñàìáëÿ ÷àñòèö: ïîëîæåíèÿ
ìàêñèìóìà êðèâîé I(Bapl), Bres(T) è ðàññòîÿíèÿ ìåæäó
ýêñòðåìàëüíûìè çíà÷åíèÿìè ïîëÿ äëÿ ïðîèçâîäíîé
ëèíèè ïîãëîùåíèÿ I(Bapl), �res(T), ïîêàçàíû íà ðèñ. 2
âìåñòå ñ ýêñïåðèìåíòàëüíûìè äàííûìè (ñèìâîë �).
Âèäíî, ÷òî òåîðèÿ õîðîøî âîñïðîèçâîäèò îñíîâíûå
ýêñïåðèìåíòàëüíûå õàðàêòåðèñòèêè. Çàâèñèìîñòü ïà-
ðàìåòðà �B0 îò òåìïåðàòóðû óêàçûâàåò íà òî, ÷òî øè-
ðèíà ðåçîíàíñíîé ëèíèè îòäåëüíîé ÷àñòèöû âåäåò ñå-
áÿ áîëåå ñëîæíûì îáðàçîì, ÷åì ñîîòíîøåíèå (10),
ïîëó÷àåìîå â RAM ïðèáëèæåíèè.  ÷àñòíîñòè, êàê
ýòî âèäíî íà ðèñ. 3, êîýôôèöèåíò çàòóõàíèÿ ðàñòåò ñ
óìåíüøåíèåì òåìïåðàòóðû; ïðè ýòîì íèæå òåìïåðàòó-
ðû áëîêèðîâêè ðîñò çàòóõàíèÿ óñèëèâàåòñÿ, ÷òî ñâÿ-
çàíî ñ âîçðàñòàíèåì âëèÿíèÿ âçàèìîäåéñòâèÿ ìåæäó
÷àñòèöàìè.
Íà ðèñ. 4 ïðèâåäåíû ðåçóëüòàòû ìîäåëèðîâàíèÿ
ñïåêòðà ýëåêòðîííîãî ïàðàìàãíèòíîãî ðåçîíàíñà ñëà-
áî âçàèìîäåéñòâóþùèõ îäíîäîìåííûõ ÷àñòèö ñ óêà-
çàííûìè âûøå ïàðàìåòðàìè âî âñåì èññëåäóåìîì
äèàïàçîíå òåìïåðàòóð. Îòìåòèì, ÷òî òåîðåòè÷åñêèå
êðèâûå íà ðèñ. 4 íîðìèðîâàíû. Ïîñêîëüêó øèðèíà
ëèíèè ðàñòåò ñ ïîíèæåíèåì òåìïåðàòóðû, ýòî ïðèâî-
äèò ê êàæóùåìóñÿ óìåíüøåíèþ èíòåíñèâíîñòè ïîãëî-
ùåíèÿ ñèãíàëà ñ óìåíüøåíèåì òåìïåðàòóðû (ýòî ïðî-
òèâîðå÷èò ðåçóëüòàòàì íà ðèñ. 1). Ìàñøòàáèðîâàíèå
òåîðåòè÷åñêèõ çàâèñèìîñòåé ñíèìàåò óêàçàííîå ïðî-
òèâîðå÷èå, ÷òî è ïîêàçàíî íà ðèñ. 5. Âî âðåìÿ ýêñïåðè-
ìåíòà ìîùíîñòü ïîäàâàåìîãî ñèãíàëà íå áûëà ïîñòî-
ÿííîé (ìåíÿëàñü ñ òåìïåðàòóðîé), òàê ÷òî â îáùåì
ñëó÷àå ìàñøòàáíûé êîýôôèöèåíò çàâèñèò îò òåìïåðà-
òóðû èçìåðåíèÿ. Ñðàâíåíèå ðåçóëüòàòîâ íà ðèñ. 1 è 4
(íà ðèñ. 4 ñëåäóåò ñðàâíèâàòü ãðóïïó ðåçîíàíñíûõ
êðèâûõ ïðè «âûñîêèõ» 271–232 Ê, «ñðåäíèõ»
102–61 Ê è «íèçêèõ» 32–5 Ê òåìïåðàòóðàõ) ïîêàçûâà-
åò, ÷òî òåîðèÿ ïðàâèëüíî îòðàæàåò îñíîâíûå îñîáåí-
íîñòè ñóïåðïàðàìàãíèòíîãî ðåçîíàíñà: çíà÷èòåëüíîå
óâåëè÷åíèå øèðèíû ëèíèè è ñìåùåíèå åå â îáëàñòü
íèçêèõ ïîëåé. Êàê âèäíî íà ðèñ. 4, ïðè Ò << 100 Ê
(� TB), ðåçîíàíñíàÿ ëèíèÿ àñèììåòðè÷íà è åå øèðèíà
ïðåâûøàåò çíà÷åíèå ðåçîíàíñíîãî ïîëÿ. Äåéñòâèòåëü-
íî, èç âûðàæåíèÿ (4) ñëåäóåò, ÷òî ðåçîíàíñíîå ïîëå —
ïîëå ìàêñèìóìà ïîãëîùåíèÿ �� �
11
0�� �/ B — îïðåäåëÿ-
åòñÿ ñîîòíîøåíèåì
B
B
B
B B B
B
B Bres �
�
� � �0
2
0
2 2 0 0
2 2 1 2
0
2 2 1 22
�
� �[ ( ) ( )]/ / . (13)
Êàê ñëåäóåò èç (13), Bres çàìåòíî óáûâàåò ñ óâåëè÷å-
íèåì ïàðàìåòðà �B. Â ðåçóëüòàòå ïðè ñîïîñòàâèìûõ
çíà÷åíèÿõ øèðèíû ëèíèè è ïîëÿ ðåçîíàíñà çàâèñè-
ìîñòüþ ïîëÿ ìàêñèìóìà ðåãèñòðèðóåìîé êðèâîé îò
øèðèíû ëèíèè íåëüçÿ ïðåíåáðå÷ü. (Âëèÿíèå øèðèíû
ëèíèè íà ñäâèã ðåçîíàíñíîé êðèâîé ïðè ñóïåðïàðà-
Ñóïåðïàðàìàãíèòíûé ðåçîíàíñ îäíîäîìåííûõ íàíî÷àñòèö LaSrMnO3
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2007, ò. 33, ¹ 5 583
0 50 100 150 200 250
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
TB
T, Ê
�
B
0
,
Ò
ë
Ðèñ. 3. Òåìïåðàòóðíûå çàâèñèìîñòè øèðèíû ðåçîíàíñíîé
ëèíèè îòäåëüíîé ÷àñòèöû �B0.
0 0,2 0,4 0,6 0,8
B, Të
d
P
/d
B
,
e
î
òí
.
ä
.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Ðèñ. 4. Òåîðåòè÷åñêèå çàâèñèìîñòè ñïåêòðà ýëåêòðîííîãî
ïàðàìàãíèòíîãî ðåçîíàíñà àíñàìáëÿ ñëàáî âçàèìîäåé-
ñòâóþùèõ îäíîäîìåííûõ ÷àñòèö ïðè T, Ê: 5 (1), 11 (2), 32
(3), 61 (4), 84 (5), 102 (6), 127 (7), 156 (8), 186 (9), 210
(10), 232 (11), 253 (12) è 271 (13) ñîîòâåòñòâåííî. Ïàðà-
ìåòðû ìîäåëüíûõ ðàñ÷åòîâ ïðèâåäåíû â òåêñòå.
ìàãíèòíîì ðåçîíàíñå äåòàëüíî îáñóæäàåòñÿ â ìåòî-
äè÷åñêîé ðàáîòå [5].)
Íà ðèñ. 5 ïîêàçàíà äåòàëüíàÿ ñòðóêòóðà ôîðìû
ëèíèè ìàãíèòíîãî ðåçîíàíñà: íàáëþäàåìîé ýêñïåðè-
ìåíòàëüíî (òî÷êè) è âîññòàíîâëåííîé òåîðåòè÷åñêè
(ñïëîøíàÿ ëèíèÿ) ïðè íèçêèõ (5 Ê), ñðåäíèõ (127 Ê) è
âûñîêèõ (271 Ê) òåìïåðàòóðàõ. Â öåëîì, òåîðèÿ õî-
ðîøî âîñïðîèçâîäèò íå òîëüêî êà÷åñòâåííî, íî è êî-
ëè÷åñòâåííî ýêñïåðèìåíòàëüíûå çàâèñèìîñòè, õîòÿ
èìåþòñÿ è îòëè÷èÿ, íàïðèìåð, â àáñîëþòíîì çíà÷åíèè
ìàêñèìóìà è ìèíèìóìà êðèâûõ. Íàèáîëüøèå ðàñõîæ-
äåíèÿ íàáëþäàþòñÿ â ðåçóëüòàòàõ äëÿ íèçêèõ òåìïåðà-
òóð è ñëàáûõ ïîëåé. Ýòî îáñòîÿòåëüñòâî íå äîëæíî
áûòü óäèâèòåëüíûì, òàê êàê â äàííîé îáëàñòè ïàðà-
ìåòðîâ íàðóøàåòñÿ ïðèáëèæåíèå Bapp >> (Ba, Bd). Ñ
äðóãîé ñòîðîíû, äîâîëüíî óäîâëåòâîðèòåëüíîå ñî-
ãëàñèå ðåçóëüòàòîâ â îáëàñòè íèçêèõ òåìïåðàòóð, ïî-
ëó÷åííûõ â ïðèáëèæåíèè RAM, óêàçûâàåò, ÷òî â ðàñ-
ñìàòðèâàåìîì íàìè àíñàìáëå íàíî÷àñòèö âçàèìî-
äåéñòâèå ìåæäó ÷àñòèöàìè (íàïðèìåð, ìàãíèòîäè-
ïîëüíîãî òèïà) äîñòàòî÷íî îñëàáëåíî. Ìû ñâÿçûâàåì
ýòî ñ óïîìèíàâøèìñÿ âûøå îáñòîÿòåëüñòâîì, ÷òî ïî-
âåðõíîñòíûé ñëîé ÷àñòèöû íàõîäèòñÿ â ñîñòîÿíèè
ñïèíîâîãî ñòåêëà è ýôôåêòèâíî ýêðàíèðóåò âçàèìî-
äåéñòâèå ìåæäó ÷àñòèöàìè. Âìåñòå ñ òåì, âûïîë-
íåííûé íàìè àíàëèç ïîêàçûâàåò, ÷òî êîððåëÿöèè
ìåæäó íàíî÷àñòèöàìè â àíñàìáëå ñóùåñòâóþò. Ó÷åò
ýòîãî îáñòîÿòåëüñòâà òðåáóåò îòäåëüíîãî èññëåäîâà-
íèÿ. Ñëåäóåò òàêæå îòìåòèòü, ÷òî â îáëàñòè íóëåâûõ
çíà÷åíèé ìàãíèòíîãî ïîëÿ â ìèêðîâîëíîâîì ïîãëî-
ùåíèè ìàíãàíèòîâ ìîãóò ïðîÿâëÿòüñÿ îñîáåííîñòè,
îáóñëîâëåííûå èõ ìàãíèòîðåçèñòèâíûìè ñâîéñòâàìè
[25], êîòîðûå â íàøåì ïîäõîäå òîæå íå ó÷èòûâàþòñÿ.
5. Çàêëþ÷åíèå
 ðàáîòå âûïîëíåíû èññëåäîâàíèÿ ìèêðîâîë-
íîâûõ ñâîéñòâ àíñàìáëÿ îäíîäîìåííûõ ÷àñòèö
La0,7Sr0,3MnO3 ðàçìåðîì � 12 íì. Óñòàíîâëåíî, ÷òî
â îáëàñòè íèçêèõ òåìïåðàòóð, ðåçîíàíñíûå ñïåêòðû
äåìîíñòðèðóþò òèïè÷íîå äëÿ ñóïåðïàðàìàãíèòíîãî
ðåçîíàíñà ïîâåäåíèå: óâåëè÷åíèå øèðèíû ëèíèè è
ñìåùåíèå ðåçîíàíñà â îáëàñòü íèçêèõ ïîëåé. Ñ ïîâû-
øåíèåì òåìïåðàòóðû õàðàêòåð òåìïåðàòóðíûõ çàâè-
ñèìîñòåé ïîëÿ ìàãíèòíîãî ðåçîíàíñà è øèðèíû ëèíèè
ìåíÿåòñÿ. Âûøå òåìïåðàòóðû áëîêèðîâêè, ÒÂ ~ 100 Ê,
íàáëþäàåòñÿ ñóæåíèå ðåçîíàíñíîé êðèâîé è âûõîä íà
íàñûùåíèå ðåçîíàíñíîãî ïîëÿ.
Òåîðåòè÷åñêîå îïèñàíèå ñèñòåìû îñíîâàíî íà
óðàâíåíèÿõ Ëàíäàó–Ëèôøèöà ñ ó÷åòîì òàêèõ îñîáåí-
íîñòåé ðåçîíàíñà êàê ñîïîñòàâèìîñòü øèðèíû ëèíèè
ñ âåëè÷èíîé ðåçîíàíñíîãî ïîëÿ è ïðîèçâîëüíîå ðàñ-
ïðåäåëåíèå íàïðàâëåíèé îñåé ìàãíèòíîé àíèçîòðî-
ïèè è ðàçìàãíè÷èâàþùåãî ïîëÿ ÷àñòèö. Ôîðìà ëèíèè
ñïåêòðà ìàãíèòíîãî ðåçîíàíñà ñèñòåìû ïðîèçâîëüíî
îðèåíòèðîâàííûõ îäíîäîìåííûõ ÷àñòèö ñ ëîãàðèô-
ìè÷åñêèì ðàñïðåäåëåíèåì ÷àñòèö ïî ðàçìåðàì âîñ-
ñòàíîâëåíà óñðåäíåíèåì ôîðìû ëèíèè ñïåêòðà îäíîé
÷àñòèöû. Ìîäåëü ïîçâîëèëà àäåêâàòíî îïèñàòü ðå-
çîíàíñíûå ñâîéñòâà ñèñòåìû â øèðîêîì äèàïàçîíå
òåìïåðàòóð è âîññòàíîâèòü çíà÷åíèÿ ìàãíèòíûõ è ãåî-
ìåòðè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ ñèñòåìû. Ðåçóëüòàòû èññëå-
äîâàíèé ïîêàçûâàþò, ÷òî ÷àñòèöû La0,7Sr0,3MnO3 ðàç-
ìåðîì ~10 íì âñå åùå ñîõðàíÿþò ñâîè óíèêàëüíûå ôè-
çè÷åñêèå ñâîéñòâà.
Àâòîðû âûðàæàþò áëàãîäàðíîñòü Å.Ò. Êîíñòàíòè-
íîâîé è È.À. Äàíèëåíêî çà ëþáåçíîå ïðåäîñòàâëåíèå
íàíîïîðîøêîâ La0,7Sr0,3MnO3. Ìû òàêæå áëàãîäàðíû
À.Ä. Ïðîõîðîâó çà ïîìîùü â ïðîâåäåíèè ýêñïåðèìåí-
òà. Àâòîðû èñêðåííå ïðèçíàòåëüíû Ñ.Ì. Ðÿá÷åíêî çà
÷òåíèå ðóêîïèñè è ïîëåçíûå êðèòè÷åñêèå çàìå÷àíèÿ.
1. P.E. Jönsson, Adv. Chem. Phys. 128, 191 (2004).
2. O. Petracic, X. Chen, S. Bedanta, W. Kleemann, S. Sa-
hoo, S. Cardoso, and P.P. Freitas, J. Magn. Magn. Mater.
300, 192 (2006).
3. W.F. Brown, Phys. Rev. B130, 1677 (1963).
4. R. Berger, J. Kliava, J.-C. Bissey, and Ba¿etto, J. Phys.:
Condens. Matter 10, 8559 (1998).
5. R. Berger, J.-C. Bissey, and J. Kliava, J. Phys.: Condens.
Matter 12, 9347 (2000).
6. R. Berger, J. Kliava, and J.-C. Bissey, J. Appl. Phys. 87,
7389 (2000).
7. R. Berger, J.-C. Bissey, J. Kliava, H. Daubric, and C. Es-
tournes, J. Magn. Magn. Mater. 234, 535 (2001).
584 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2007, ò. 33, ¹ 5
Â.Í. Êðèâîðó÷êî, À.È. Ìàð÷åíêî, À.À. Ïðîõîðîâ
0 0,2 0,4 0,6 0,8
B, Të
d
P
/d
B
,
e
î
òí
.
ä
.
1
2
3
Ðèñ. 5. Äåòàëüíàÿ ñòðóêòóðà ñïåêòðà ýëåêòðîííîãî
ïàðàìàãíèòíîãî ðåçîíàíñà ïðè Ò, Ê: 5 (1), 127 (2) è 271 (3);
òåîðèÿ ( ), ýêñïåðèìåíò (�). Ïàðàìåòðû ìîäåëè ïðèâå-
äåíû â òåêñòå.
8. À.Ã. Ãóðåâè÷, Ã.À. Ìåëêîâ, Ìàãíèòíûå êîëåáàíèÿ è
âîëíû, Ôèçìàòëèò, Ìîñêâà (1994).
9. Â.Ì. Ëîêòåâ, Þ.Ã. Ïîãîðåëîâ, ÔÍÒ 26, 231 (2000).
10. O.V. Bondar, V.M. Kalita, A.F. Lozenko, D.L. Lyfar,
S.M. Ryabchenko, P.O. Trosenko, and I.A. Danilenko,
Ukr. J. Phys. 50, 823 (2005).
11. V. Krivoruchko, T. Konstantinova, A. Mazur, A. Pro-
khorov, and V. Varyukhin, J. Magn. Magn. Mater. 300,
e122 (2006).
12. T.E. Konstantinova, I.A. Danilenko, N.P. Pilipenko, and
G.V. Volkova, in: Proceedings of the International Sym-
posium Solid Oxide Fuel Cells VIII, 2003–07 (2003),
p. 153.
13. S. Roy, I. Dubenko, D.D. Edorh, and N. Ali, J. Appl.
Phys. 96, 1202 (2004).
14. J. Curiale, R.D. Sánchez, and H.E. Troiani, Appl. Phys.
Lett. 87, 043113 (2005).
15. M.M. Savosta, V.N. Krivoruchko, I.A. Danilenko, V.Yu.
Tarenkov, T.E. Konstantinova, V.A. Borodin, and V.N.
Varyukhin, Phys. Rev. B69, 024413 (2004).
16. M. Bibes, L. Balcells, J. Fontcuberta, M. Wojcik, S. Na-
dolski, and E. Jedryka, Appl. Phys. Lett. 82, 928 (2003).
17. V.K. Sharma and A. Baiker, J. Chem. Phys. 75, 5596
(1981).
18. V.V. Pishko, S.L. Gnatchenko, V.V. Tsapenko, R.H. Ko-
dama, and S.A. Makhlouf, J. Appl. Phys. 93, 7382 (2003).
19. K. Nagata and A. Ishihara, J. Magn. Magn. Mater.
104–107, 1571 (1992).
20. M. Ibrahim, G. Edwards, M.S. Seehra, B. Ganguly, and
G.P. Huffman, J. Appl. Phys. 75, 5873 (1994).
21. Yu.A. Koksharov, D.A. Pankratov, S.P. Gubin, I.D. Kosso-
budsky, M. Beltran, Y. Khodorkovsky, and A.M. Tishin,
J. Appl. Phys. 89, 2293 (2001).
22. R.S. de Biasi and T.C. Devezas, J. Appl. Phys. 49, 2466
(1978).
23. W.C. Nunes, L.M. Socolovsky, J.C. Denardin, F. Cebol-
lada, A.L. Brandl, and M. Knobel, Phys. Rev. B72,
212413 (2005).
24. K. Steenbeck, T. Habisreuther, C. Dubourdieu, and J.P.
Senateur, Appl. Phys. Lett. 80, 3361 (2002).
25. D.L. Lyfar’, S.M. Ryabchenko, V.N. Krivoruchko, S.I.
Khartsev, and A.M. Grishin, Phys. Rev. B69, 100409(R)
(2004).
Superparamagnetic resonance of single-domain
nanoparticles of LaSrMnO
3
V.N. Krivoruchko, A.I. Marchenko, and
A.A. Prokhorov
Microwave absorption of an assembly of sin-
gle-domain nanoparticles of La0.7Sr0.3MnO3 has
been investigated in temperature range 5–300 K. At
low temperatures, the resonance spectra show a
considerable increase of the line-width and an ap-
parent shift of the resonance to lower magnetic
field typical of the superparamagnetic resonance.
With temperature increasing, the line shape
changes and at T > TB (TB ~ 100 K) the resonance
line narrows and the resonance field approaches
saturation. The individual line shape of a nano-
particle is derived from the Landau–Lifshitz dy-
namic equation with damping. Modeling of the sys-
tem magnetic dynamics is based on the assumption
of random orientation of particle magnetic mo-
ments and thermal fluctuations of anisotropic axes.
The theory takes into account the fact that the ac-
tual resonance field depends on line-width.
PACS: 75.50.Tt Fine-particle systems; nanocrys-
talline materials;
76.50.+g Ferromagnetic, antiferromagne-
tic, and ferrimagnetic resonances; spin-
wave resonance;
75.75.+a Magnetic properties of nano-
structures.
Keywords: microwave absorption, resonance spec-
tra, nanoparticles.
Ñóïåðïàðàìàãíèòíûé ðåçîíàíñ îäíîäîìåííûõ íàíî÷àñòèö LaSrMnO3
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2007, ò. 33, ¹ 5 585
|