Магнитные свойства металлоуглеродных комплексов C–Ni
Новый метод металлизации графита кластерами металлических атомов применен для получения металлоуглеродных нанокомплексов С–Ni. Измерения магнитных свойств образцов обнаруживают сильно неравновесное поведение намагниченности в случаях охлаждения в магнитном поле и без него. Для объяснения поведения...
Saved in:
| Published in: | Физика низких температур |
|---|---|
| Date: | 2017 |
| Main Authors: | , , , , , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
2017
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/129487 |
| 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: | Магнитные свойства металлоуглеродных комплексов C–Ni / В.В. Чабаненко, Э.E. Зубов, A. Nabiałek, Р.O. Кочканян, R. Escudero, F. Morales, F. Pérez-Rodríguez, С. Золотарь, R. Puźniak // Физика низких температур. — 2017. — Т. 43, № 5. — С. 782-788. — Бібліогр.: 18 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859975321811419136 |
|---|---|
| author | Чабаненко, В.В. Зубов, Э.E. Nabiałek, A. Кочканян, Р.O. Escudero, R. Morales, F. Pérez-Rodríguez, F. Золотарь, С. Puźniak, R. |
| author_facet | Чабаненко, В.В. Зубов, Э.E. Nabiałek, A. Кочканян, Р.O. Escudero, R. Morales, F. Pérez-Rodríguez, F. Золотарь, С. Puźniak, R. |
| citation_txt | Магнитные свойства металлоуглеродных комплексов C–Ni / В.В. Чабаненко, Э.E. Зубов, A. Nabiałek, Р.O. Кочканян, R. Escudero, F. Morales, F. Pérez-Rodríguez, С. Золотарь, R. Puźniak // Физика низких температур. — 2017. — Т. 43, № 5. — С. 782-788. — Бібліогр.: 18 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Физика низких температур |
| description | Новый метод металлизации графита кластерами металлических атомов применен для получения металлоуглеродных нанокомплексов С–Ni. Измерения магнитных свойств образцов обнаруживают сильно
неравновесное поведение намагниченности в случаях охлаждения в магнитном поле и без него. Для объяснения поведения магнитных свойств нанокомплексов использована модель суперпарамагнитных частиц.
В рамках этой модели определена величина анизотропии и оценен характерный размер наночастиц.
Новий метод металізації графіту кластерами металевих атомів застосовано для отримання металовуглецевих нанокомплексів C–Ni. Вимірювання магнітних властивостей зразків виявляє сильно нерівноважну поведінку намагніченості у випадках охолодження в магнітному полі та без нього. Для пояснення поведінки магнітних властивостей нанокомплексів використано модель суперпарамагнітних частинок.
В рамках цієї моделі визначено величину анізотропії та оцінено характерний розмір наночастинок.
A new method of graphite metallization by clusters of metallic atoms is used to produce carbon-metal C-Ni nanocomplexes. Measurements of the magnetic properties of the samples reveal a highly non-equilibrium behavior of magnetization in cases of cooling in a magnetic field and without. The superparamagnetic particle model is used to explain the behavior of the magnetic properties of the nanocomplexes. The anisotropy is determined and the size of the nanoparticles is estimated based on this model.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:23:54Z |
| format | Article |
| fulltext |
Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2017, т. 43, № 5, c. 782–788
Магнитные свойства металлоуглеродных комплексов C–Ni
В.В. Чабаненко1, Э.E. Зубов2, A. Nabiałek3, Р.O. Кочканян4, R. Escudero5,
F. Morales5, F. Pérez-Rodríguez6, С. Золотарь1, R. Puźniak3
1Донецкий физико-технический институт НАН Украины им. А.А. Галкина
пр. Науки, 46, г. Киев, 03028, Украина
E-mail: vikchabanenko@gmail.com
2Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова НАН Украины
бульв. Академика Вернадского, 36, г. Киев, 03142, Украина
3Institute of Physics, PAS, 32/46, al. Lotników, Warsaw 02-668, Poland
4Институт физико-органической химии и углехимии НАНУ им. Л.М. Литвиненко
ул. Харьковское шоссе, 50, г. Киев, 02160, Украина
5Instituto de Investigaciones en Materiales, Universidad Nacional Autónoma de México, DF, México
6Instituto de Física, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, Apdo. Post. J-48, Puebla, Pue. 72570, México
Статья поступила в редакцию 30 сентября 2016 г., опубликована онлайн 24 марта 2017 г.
Новый метод металлизации графита кластерами металлических атомов применен для получения ме-
таллоуглеродных нанокомплексов С–Ni. Измерения магнитных свойств образцов обнаруживают сильно
неравновесное поведение намагниченности в случаях охлаждения в магнитном поле и без него. Для объяс-
нения поведения магнитных свойств нанокомплексов использована модель суперпарамагнитных частиц.
В рамках этой модели определена величина анизотропии и оценен характерный размер наночастиц.
Новий метод металізації графіту кластерами металевих атомів застосовано для отримання металовуг-
лецевих нанокомплексів C–Ni. Вимірювання магнітних властивостей зразків виявляє сильно нерівноваж-
ну поведінку намагніченості у випадках охолодження в магнітному полі та без нього. Для пояснення по-
ведінки магнітних властивостей нанокомплексів використано модель суперпарамагнітних частинок.
В рамках цієї моделі визначено величину анізотропії та оцінено характерний розмір наночастинок.
PACS: 62.23.St Сложные наноструктуры, включая паттернированные и сборные структуры;
75.20.–g Диамагнетизм, парамагнетизм, и суперпарамагнетизм;
75.40.Gb Динамические свойства (динамическая восприимчивость, спиновые волны, спиновая
диффузия, динамический скейлинг и т.д.);
81.16.Be Химические методы синтеза.
Ключевые слова: химическая металлизация графита, металлоуглеродные кластеры, неравновесное маг-
нитное поведение, модель суперпарамагнетизма, наночастицы.
1. Введение
Углерод продолжает удивлять мир большим коли-
чеством аллотропных структурных модификаций. От-
крытие одной из них — фуллерена — отмечено нобе-
левской премией, а его соединения со щелочными
металлами порадовали сверхпроводящими свойствами
[1,2]. Комплексы же фуллерена с переходными метал-
лами (С60Fe, С60Co) обнаруживают суперпарамагнит-
ные свойства [3,4].
Хорошо известная и изученная конфигурация ато-
мов углерода — графит является одной из самых ус-
тойчивых форм углерода при стандартных условиях.
Структура графита по существу проста. Он состоит из
слоистых листов, сформированных из гексагональных
ячеек. Свойства этого монослоя углеродных атомов,
отделенного впервые от графита с помощью скотча, и
известного как графен, стали еще одним резонансным
информационным всплеском в физике конденсирован-
ного состояния, который также отмечен нобелевской
премией.
Новый двумерный объект — графен — привлек по-
вышенный интерес исследователей, имеющих в своем
распоряжении измерительную технику, с разрешаю-
© В.В. Чабаненко, Э.E. Зубов, A. Nabiałek, Р.O. Кочканян, R. Escudero, F. Morales, F. Pérez-Rodríguez, С. Золотарь, R. Puźniak, 2017
Магнитные свойства металлоуглеродных комплексов C–Ni
щей способностью на наномасштабном уровне. Поток
интересных научных результатов, определивших свой-
ства этого замечательного наноструктурного объекта, а
также физические явления, происходящие в нем, сде-
лали его притягательным объектом для многих новых
технических приложений наноэлектроники. Уникаль-
ная механическая прочность на уровне алмаза, прево-
сходная механическая гибкость (эластичность), низкий
уровень трения из-за структурной несоизмеримости
графеновых фрагментов с контактирующими поверх-
ностями [5,6], хорошая и теплопроводность, и высоко-
частотная проводимость, практически без потерь энер-
гии, оптическая прозрачность делают его наиболее
перспективным для различных технических приложе-
ний [7]. Например, использование для транзисторов,
высокоскоростных усилителей следующего поколения
для мобильных телефонов и спутниковой связи (на
частотах в области 10 ГГц), для ультрачувствительных
биологических датчиков и в экранах мобильных теле-
фонов. Возможный магнетизм в графите [8 и приве-
денные там ссылки] и системах на основе графена мо-
жет стать многообещающим для многих приложений
при разработке наноразмерных магнитных устройств
для спинтроники. Особый интерес в материалах на
основе графена — возможность управлять его химиче-
ским потенциалом, а следовательно, в нем может быть
индуцировано электронное или дырочное легирование.
Это также создает потенциальные возможности для
электроники, построенной на основе углеродных нано-
элементов [9,10].
Углеродные пленки на поверхности металлов (Cu,
Ni) вырастают в виде графеновых островков, имеющих
точечные дефекты (углеродные вакансии в углеродной
структуре). Образование островков с дефектами связа-
но с несоизмеримостью атомных структур металличе-
ской подложки и графеновых листов. Эта несоизмери-
мость в случае оседания металлов на графитовые
кристаллиты приводит к отторжению углеродных сло-
ев (толщиной 40–50 нм) от кристаллита и свертыванию
их в глобулярные образования, как это происходило в
С–Со [11] и С–Сu комплексах. На периферии этих об-
разований находится многостенный графеновый слой,
а в центральной части — кластерное металлическое
ядро. Такое отслоение графеновых слоев приводит, по
сути, к конструкциям, представляющим собой лиганд-
ные кластеры металлов.
В настоящей работе сообщается об исследовании
магнитных свойств металлоуглеродных нанокомплек-
сов С–Ni, полученных путем металлизации нанокла-
стерами никеля специально приготовленного (сенси-
билизированного) графита. Измерения магнитных
свойств образцов обнаруживает сильно неравновесное
поведение намагниченности при измерениях в случаях
охлаждения в магнитном поле (FC) и без него (ZFC).
Для объяснения поведения магнитных свойств метал-
лоуглеродных комплексов использована модель су-
перпарамагнитных частиц.
2. Образцы и измерение их свойств
Для получения наноструктурированных комплексов
C–Ni нами использован новый метод химической ме-
таллизации графита. Для этого графит предварительно
очищался от примесей неорганических веществ обра-
боткой минеральными кислотами и сенсибилизировал-
ся солями олова. После стадии сенсибилизации графит
активировался солями серебра или палладия. Кластеры
металлов получались восстановлением соответствую-
щих солей в водных растворах различными восстано-
вителями — гидразином, гипофосфитом натрия, боргид-
ридом натрия и формальдегидом. Температура синтеза
находилась в диапазоне 20–90 °С. Полученные ком-
плексы имели плоскую порошкообразную структуру.
Порошок наноструктурированного металлокомплекса
C5,28O8,89PNi1,83Fe0,02 для проведения магнитных ис-
следований был спрессован в виде полоски с размера-
ми 1×0,4×0,07 см. Молярная масса вещества составляет
345,15 г/моль. Присутствие фосфора в данном мате-
риале, возникшем в результате особенностей синтеза,
не оказывает влияние на его магнитные свойства.
Измерения температурных зависимостей намагни-
ченности при режимах охлаждения FC и ZFC были
выполнены с помощью вибрационного магнитометра
Foner. Магнитные свойства в переменном магнитном
поле h были исследованы с помощью установки PPMS.
При этом образец имел форму диска диаметром 5 мм
и толщиной 0,7 мм (масса m = 26,8 мг) и помещал-
ся в катушку, создающую переменное поле частотой
10–104 Гц. Переменное магнитное поле, как и посто-
янное внешнее поле, было направлено перпендикуляр-
но поверхности диска.
3. Результаты магнитных измерений и их анализ
На рис. 1(a) представлены экспериментальные тем-
пературные зависимости равновесной (FC) и неравно-
весной (ZFC) намагниченностей металлокомплекса в
магнитных полях 10, 100 и 1010 Э. Как показано на
вставке, металлокомплекс является парамагнетиком
вплоть до температуры 40 К. Затем, при более низких
температурах, начинается магнитный фазовый пере-
ход. На основе представленных данных для равновес-
ной высокотемпературной восприимчивости mFC/H в
поле Н = 100 Э, используя закон Кюри
( ) CT
T
χ =
−θ
, (1)
где 2
eff1
3 B
C k= µ — константа Кюри, Bk — постоян-
ная Больцмана, eff eff( ) BS nµ = µ — эффективный маг-
Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2017, т. 43, № 5 783
В.В. Чабаненко и др.
нитный момент, eff ( 1)n g S S= + — эффективное чис-
ло магнетонов Бора и θ — парамагнитная температура
Кюри, на основе линейной подгонки для 1/ ( )Tχ =
/ ( )FCH m T= в области температур от 17 К до 36 К
получены величины С = 0,575 эме·К/моль и θ = 12,8 К
(см. рис. 1(б)). Отсюда получаем эффективное число
магнетонов Бора effn = 2,14, что для g = 2 дает значе-
ние эффективного спина Seff = 0,68. Малая величи-
на константы Кюри и значение эффективного числа
магнетонов Бора соответствуют магнитному моменту
иона никеля [12] в органометаллических соединениях
и указывают, что в исследуемой области температур
кластерные свойства соединения не проявляются. Знак
парамагнитной температуры также указывает на фер-
ромагнитный характер магнитных взаимодействий.
На рис. 1(a) видно, что неравновесные эффекты
проявляются ниже температуры 15 К, т.е. практически
сразу после магнитного упорядочения в системе су-
перпарамагнитных частиц. Для определения их харак-
терных размеров, а также поля анизотропии, восполь-
зуемся наиболее простой моделью сферических частиц
с магнитным моментом Mcl, объемом V и одноосной
анизотропией c константой K. Запишем выражение для
энергии Е частицы в магнитном поле в виде
2
nrsin cosE K M VH= θ− θ , (2)
где nr cl /M M V= — намагниченность, θ — угол меж-
ду моментом частицы и магнитным полем, которое
направлено вдоль оси z. Считаем для простоты, что оси
анизотропий частиц параллельны оси z. С учетом ви-
да (2) для энергии частицы легко записать выражение
для намагниченности М(H) всего образца [13]:
( )2nr
0
( ) exp sin cos cos sin
( , )
MM H d
Z
π
= θ −α θ + β θ θ θ
α β ∫ ,
(3)
где cl / (2 ),c BH M k Tα = nr / ( )BM VH k Tβ = и cl2 /cH KV M=
— поле анизотропии,
( )2
0
( , ) exp sin cos sinZ d
π
α β = θ −α θ+β θ θ∫ . (4)
Интегралы в (3) и (4) легко выражаются через функ-
цию Доусона ( )F x , которая непосредственно связана с
мнимой частью функции ошибок erf ( )x соотношени-
ем 2( ) ( 2 / 2) e erf ( )xF x i ix= − . Таким образом, можно
записать следующее выражение для намагниченности
образца:
2 2
2
2 2(e 1) e
2 2( )
2 2e
2 2
c
F F
TM H
H V F F
β β
β
β − α β+ α
α − +β −β α α =
β + α α −β
+ α α
.
(5)
Данная формула зависит от 3-х неизвестных парамет-
ров: Mcl, V и Hc. Однако можно уменьшить число не-
известных до двух, если учесть следующую связь тем-
пературы блокировки TB, магнитного момента частицы
Mcl, поля коэрцитивности Hcoer(T) при температуре Т:
coer ( ) 1c
B
TH T H p
T
= −
, (6)
Рис. 1. (Онлайн в цвете) Экспериментальные температурные
зависимости намагниченности МFC и МZFC металлокомплек-
са C–Ni в различных внешних магнитных полях. На встав-
ке — температурные зависимости намагниченности в широ-
ком диапазоне температур (а); обратной намагниченности от
температуры (б).
784 Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2017, т. 43, № 5
Магнитные свойства металлоуглеродных комплексов C–Ni
где p — коэффициент усреднения, который показывает
степень разупорядоченности осей анизотропий маг-
нитных частиц относительно направления внешнего
магнитного поля Н. В случае хаотического распределе-
ния направлений осей анизотропии p ~ 0,5 [14].
На рис. 2(а) видно, что при Т = 5 К величина поля
коэрцитивности составляет coer ( )H T = 290 Э. Экспе-
риментальное значение температуры блокировки, соот-
ветствующее максимуму ZFC намагниченности в поле
Н = 100 Э, равно ТВ = 7,9 К (рис. 1(а)). Таким об-
разом, при p ~ 0,5 из (6) получаем поле анизотро-
пии: Hc = 2833 Э. Результат подгонки расчетной зави-
симости намагниченности (5) к экспериментальным
значениям М(Н) (точки на рис. 2(б)) представлен на
рис. 2(б) (линия) при значениях объема частицы V =
–20 34,88·10 см= и ее магнитного момента Мcl =
–192·10 эме.= Отсюда получаем намагниченность на-
сыщения Mnr = 4,1 эме/см3 (или 3,82 эме/г), которая
достигается в магнитных полях более 11 Тл. Зная объ-
ем V, получаем характерный радиус для наночастиц в
форме сферы: ( )1/3
cl 3 / 4 22,7 ÅR V= π = .
Исследуем частотные свойства с учетом явлений не-
равновесности магнетизма данного соединения. Соглас-
но неелевской теории релаксационного механизма [15],
существует простая связь между температурой блоки-
ровки и энергией анизотропии наночастицы. В нашем
случае при 0 01/τ = γ и для характерного времени из-
мерения tm = 50 с примерно должно выполняться сле-
дующее соотношение:
20 / 1B Bk T KV (7)
Для полученных выше величин параметров, это отно-
шение составляет 20 / 77B Bk T KV , что почти на два
порядка больше 1. Подобное противоречие неодно-
кратно отмечалось в литературе [16,17], и связано оно
с тем, что необходимо учитывать взаимодействие маг-
нитных частиц. Учет взаимодействия приводит к мо-
дификации закона Аррениуса /( )
0e BKV k Tτ = τ для вре-
мени релаксации, где 0 01/τ γ ~ 6·10–8 с и 0γ —
гиромагнитное отношение. Когда характерная энергия
0Bk T взаимодействия наночастиц существенно больше
энергии анизотропии, к полю анизотропии добавляется
эффективное поле взаимодействия частиц. Тогда для
времени релаксации необходимо воспользоваться вы-
ражением Фогеля–Фулчера [17]:
0
0
exp
( )B
KV
k T T
τ = τ −
. (8)
В случае 0Bk T KV>> объем V в выражении (8) стано-
вится температурно-зависящим из-за корреляции на-
ночастиц, т.е. преобразуется к Veff [17]:
eff 0 0/ ( )V VT T T= − . (9)
В этом случае время релаксации представляется в виде
0
0
0
exp
B
TKV
k T T T
τ = τ −
. (10)
С учетом экспериментального значения температуры
блокировки можно оценить величину Т0 по формуле
( )
12
0
0
1
ln 100 /B
B B
KVT T
k T
−
= + τ
, (11)
которая (из-за малости второго слагаемого в (11)),
практически, совпадает с ТВ. Таким образом, в нашем
случае реализуется наиболее сложное соотношение
0 ~ / BT KV k , которое не соответствует предельным
случаям (8) и (10) для времен релаксации. Поэтому для
анализа частотных зависимостей магнитного момента
вблизи температуры блокировки возьмем некоторое
среднее значение эффективного объема наночастицы в
Рис. 2. (Онлайн в цвете) Полевая зависимость намагниченно-
сти металлокомплекса C–Ni для разных температур (а); ап-
проксимация экспериментальной кривой М(H); T = 5 К (б).
Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2017, т. 43, № 5 785
В.В. Чабаненко и др.
виде effV = 30V, что позволяет примерно удовлетво-
рить соотношению (7). Данное предположение не про-
тиворечит выражению (6) для поля коэрцитивности,
поскольку его экспериментальное значение получается
при уменьшении магнитного поля со стороны его
больших значений, как это обычно необходимо делать
для построения петли гистерезиса. В этом случае
взаимодействие наночастиц блокируется, что указыва-
ет на малые величины поля coer ( )H T .
На рис. 3 представлены температурные зависимости
действительной (а) и мнимой (б) частей первой гармо-
ники намагниченности металлокомплекса C–Ni для
различных измерительных частот переменного маг-
нитного поля. Частотная зависимость положений мак-
симумов Тmax.(ω) может указывать как на спин-
стекольный, так и на суперпарамагнитный характер
поведения. В рамках модели спинового стекла с
0 exp ( / )BF Tτ = τ для Т = Тmax(ω) и
( )max 01/ ln ln( ) / BT Fω =− ω+ τ (12)
можно оценить величины потенциального барьера FB и
характерного времени релаксации τ0.
На рис. 4 представлены экспериментальная зависи-
мость Тmax.(ω) (а) и результат подгонки зависимости на
основании выражения (12) (б). В результате этого были
получены аномально большая величина FB = 430,7 К и
неестественно малое характерное время релаксации
τ0 = 7,3·10–24 с. По-видимому, в нашем случае работает
модель суперпарамагнетизма. Для подтверждения ука-
занного предположения оценим частотные свойства,
опираясь на определенные выше параметры микроско-
пических взаимодействий в рамках этой модели.
Для определения восприимчивости системы вос-
пользуемся моделью Брoуна [18], которая позволяет
рассчитать число частиц с магнитными моментами
вдоль и противоположно направлению оси анизотро-
пии с учетом существующего барьера. Добавляя, соот-
ветственно, к известным вероятностям перехода час-
тиц из одного состояния в другое величины ±υeiωt,
обусловленные включением слабого переменного маг-
нитного поля h0eiωt, легко получить следующее выра-
жение для комплексной восприимчивости:
Рис. 3. (Онлайн в цвете) Температурные зависимости дейст-
вительной (а) и мнимой (б) частей первой гармоники намаг-
ниченности металлокомплекса C–Ni для различных измери-
тельных частот; ZFC, H = 100 Э; maxh = 10 Э.
Рис. 4. Зависимость положения максимума действительной
части намагниченности на оси температур от частоты Tmax(f)
в линейном (а) и логарифмическом (б) масштабах.
786 Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2017, т. 43, № 5
Магнитные свойства металлоуглеродных комплексов C–Ni
2
effnr( )
(1 )B
M V
k T i
χ ω =
+ ωτ
, (13)
где для τ выполняется закон Аррениуса с effV = 30V.
Очевидно, что действительная часть ( )′χ ω восприим-
чивости принимает вид
2
eff
2 2
nr( )
(1 )B
M V
k T
′χ ω =
+ω τ
. (14)
Максимум Тmax (ω) восприимчивости (14) опреде-
ляется из трансцендентного уравнения:
2 2
eff
2 2eff
2
1
2expB
B
KV
KVk T
k T
ω τ
=
− +ω τ
. (15)
На рис. 5 представлены расчетная кривая положе-
ния максимума Тmax(ω) восприимчивости на оси тем-
ператур из (15) (линия) и экспериментальные значения
максимумов намагниченности из рис. 3(а). Видно, что
наблюдается качественное соответствие теории и экс-
перимента. Также из расчетной зависимости max( )T′χ
(рис. 3(б)) следует, что с ростом частоты амплитуда
максимумов уменьшается, что соответствует результа-
там эксперимента на рис. 3(а).
Частотные зависимости (экспериментальная и рас-
четная) максимума восприимчивости металлоуглерод-
ного комплекса С–Ni в логарифмическом масштабе
представлены на рис. 6. Здесь экспериментальная кри-
вая содержит точки, пунктирной линей показана рас-
четная кривая. Определенное отличие по наклонам кри-
вых указывает на приближенный характер выбранной
модели, не учитывающей сложные механизмы магнит-
ных взаимодействий в наноструктурированном порош-
ке C–Ni.
Заключение
Металлоуглеродные нанокомплексы С–Ni получе-
ны методом металлизации графита кластерами метал-
лических атомов. Материал имеет сильно неравновес-
ное поведение намагниченности в случаях охлаждения
в магнитном поле (FC) и без него (ZFC). Для объясне-
ния поведения магнитных свойств нанокомплексов ис-
пользована модель суперпарамагнитных частиц. В рам-
ках этой модели определена величина анизотропии и
оценен характерный размер наночастиц.
R. Escudero and F. Morales acknowledge support by
UNAM GRANT IT100217 and are grateful to A. Lopez
and A. Pompa-Garcia.
1. H.W. Kroto, J.R. Heath, S.C. O’Brien, R.F. Curl, and R.E.
Smalley, Nature 318, 162 (1985).
2. A.F. Hebard, M.J. Rosseinsky, R.C. Haddon, D.W. Murphy,
S.H. Glarum, T.T.M. Palstra, A.P. Ramirez, and A.R. Kortan,
Nature 350, 600 (1991).
Рис. 5. Частотные зависимости положения максимума Tmax(f)
(а) и величины действительной части комплексной воспри-
имчивости χ(Tmax) в максимуме (б).
Рис. 6. Частотные зависимости максимума восприимчивости
в логарифмическом масштабе: экспериментальная (точки) и
расчетная (пунктирная кривая).
Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2017, т. 43, № 5 787
http://dx.doi.org/10.1038/318162a0
http://dx.doi.org/10.1038/350600a0
В.В. Чабаненко и др.
3. V. Chabanenko, E. Zubov, P. Byszewski, L. Gladczuk, and
E. Kowalska, J. Magn. Magn. Mater. 249, 475 (2002).
4. E. Zubov, P. Byszewski, V. Chabanenko, E. Kowalska, L.
Gladczuk, and R. Kochkanjan, J. Magn. Magn. Mater. 222,
89 (2000).
5. M. Dienwiebel, G.V. Verhoeven, N. Pradeep, J.W.M. Frenken,
J.A. Heimberg, and H.W. Zandbergen, Phys. Rev. Lett. 92,
126101 (2004).
6. X. Feng, S. Kwon, J.Y. Park, and M. Salmeron, ACS Nano
7, 1718 (2013).
7. http://phys.org/news/2016-03-electricity-graphene-high-
frequencies-energy.html#jCp
8. J. Červenka, M.I. Katsnelson, and C.F.J. Flipse, Nature
Phys. 5, 840 (2009).
9. T. Ma, S. Liu, P. Gao, Z.B. Huang, and H.Q. Lin, J. Appl.
Phys. 112, 073922 (2012).
10. T. Ma, F. Hu, Z. Huang, and H. Q. Lin, Appl. Phys. Lett. 97,
112504 (2010).
11. V.V. Chabanenko, E.E. Zubov, R. Cortés-Maldonado, F.
Pérez-Rodríguez, R. Escudero, F. Morales, R. Kochkanjan,
O. Kuchuk, and A. Nabiałek, Magnetic Properties of Nano-
structured C–Co Complexes, XXIII International Materials
Research Congress, IMRC XXIII, 17–21 August, Cancun,
Mexico, Abstracts (2014), p. 10.
12. Е. König, Magnetic Properties of Coordination and Orga-
nometallic Transition Metal Compounds, in: Landolt-Börn-
stein, Group II Molecules and Radicals, Springer (1966),
Vol. 2.
13. J.L. Dormann, D. Fiorani, and E. Tronc, Adv. Chem. Phys.
98, 283 (2007).
14. E.C. Stoner and E. P. Wohlfarth, Philos. Trans. R. Soc.
London A 240, 599 (1948).
15. C. P. Bean and J. D. Livingston, J. Appl. Phys. 30, 120
(1959).
16. J.A. Mydosh, Spin Glasses: An Experimental Introduction,
Taylor and Francis, London, Washington (1993).
17. S. Shtrikman and E.P. Wohlfarth, Phys. Lett. A 85, 467
(1981).
18. W.F. Brown, Phys. Rev. 130, 1677 (1963).
Magnetic properties of the carbon-metal
complexes C–Ni
V.V. Chabanenko, E.E. Zubov, A. Nabiałek,
R.O. Kochkanjan, R. Escudero, F. Morales,
F. Pérez-Rodríguez, S. Zolotar, and R. Puźniak
A new method for the metallization of graphite
by clusters of metal atoms for producing carbon-metal
C–Ni nanocomplexes was applied. Measurements of
the magnetic properties of the samples reveal strongly
nonequilibrium behavior of the magnetization in the
case of cooling in a magnetic field and without it. The
model of superparamagnetic particles to explain the
behaviour of nanocomplexes’ magnetic properties was
used. Under this model, the anisotropy was determined
and the characteristic size of the nanoparticles was
evaluated.
PACS: 62.23.St Complex nanostructures, including
patterned or assembled structures;
75.20.–g Diamagnetism, paramagnetism,
and superparamagnetism;
75.40.Gb Dynamical properties (dynamical
susceptibility, spin waves, spin diffusion, dy-
namical scaling, etc.);
81.16.Be Chemical synthesis methods.
Keywords: chemical metallization of graphite, carbon-
metal clusters, nonequilibrium magnetic behavior,
superparamagnetic model, nanoparticles.
788 Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2017, т. 43, № 5
http://dx.doi.org/10.1016/S0304-8853(02)00456-0
http://dx.doi.org/10.1016/S0304-8853(00)00539-4
http://phys.org/news/2016-03-electricity-graphene-high-frequencies-energy.html%23jCp
http://phys.org/news/2016-03-electricity-graphene-high-frequencies-energy.html%23jCp
1. Введение
2. Образцы и измерение их свойств
3. Результаты магнитных измерений и их анализ
Заключение
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-129487 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0132-6414 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:23:54Z |
| publishDate | 2017 |
| publisher | Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Чабаненко, В.В. Зубов, Э.E. Nabiałek, A. Кочканян, Р.O. Escudero, R. Morales, F. Pérez-Rodríguez, F. Золотарь, С. Puźniak, R. 2018-01-19T18:48:39Z 2018-01-19T18:48:39Z 2017 Магнитные свойства металлоуглеродных комплексов C–Ni / В.В. Чабаненко, Э.E. Зубов, A. Nabiałek, Р.O. Кочканян, R. Escudero, F. Morales, F. Pérez-Rodríguez, С. Золотарь, R. Puźniak // Физика низких температур. — 2017. — Т. 43, № 5. — С. 782-788. — Бібліогр.: 18 назв. — рос. 0132-6414 PACS: 62.23.St, 75.20.–g, 75.40.Gb, 81.16.Be https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/129487 Новый метод металлизации графита кластерами металлических атомов применен для получения металлоуглеродных нанокомплексов С–Ni. Измерения магнитных свойств образцов обнаруживают сильно неравновесное поведение намагниченности в случаях охлаждения в магнитном поле и без него. Для объяснения поведения магнитных свойств нанокомплексов использована модель суперпарамагнитных частиц. В рамках этой модели определена величина анизотропии и оценен характерный размер наночастиц. Новий метод металізації графіту кластерами металевих атомів застосовано для отримання металовуглецевих нанокомплексів C–Ni. Вимірювання магнітних властивостей зразків виявляє сильно нерівноважну поведінку намагніченості у випадках охолодження в магнітному полі та без нього. Для пояснення поведінки магнітних властивостей нанокомплексів використано модель суперпарамагнітних частинок. В рамках цієї моделі визначено величину анізотропії та оцінено характерний розмір наночастинок. A new method of graphite metallization by clusters of metallic atoms is used to produce carbon-metal C-Ni nanocomplexes. Measurements of the magnetic properties of the samples reveal a highly non-equilibrium behavior of magnetization in cases of cooling in a magnetic field and without. The superparamagnetic particle model is used to explain the behavior of the magnetic properties of the nanocomplexes. The anisotropy is determined and the size of the nanoparticles is estimated based on this model. R. Escudero and F. Morales acknowledge support by UNAM GRANT IT100217 and are grateful to A. Lopez and A. Pompa-Garcia. ru Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України Физика низких температур К 70-летию со дня рождения С.Л. Гнатченко Магнитные свойства металлоуглеродных комплексов C–Ni The magnetic properties of C-Ni carbon-metal complexes Article published earlier |
| spellingShingle | Магнитные свойства металлоуглеродных комплексов C–Ni Чабаненко, В.В. Зубов, Э.E. Nabiałek, A. Кочканян, Р.O. Escudero, R. Morales, F. Pérez-Rodríguez, F. Золотарь, С. Puźniak, R. К 70-летию со дня рождения С.Л. Гнатченко |
| title | Магнитные свойства металлоуглеродных комплексов C–Ni |
| title_alt | The magnetic properties of C-Ni carbon-metal complexes |
| title_full | Магнитные свойства металлоуглеродных комплексов C–Ni |
| title_fullStr | Магнитные свойства металлоуглеродных комплексов C–Ni |
| title_full_unstemmed | Магнитные свойства металлоуглеродных комплексов C–Ni |
| title_short | Магнитные свойства металлоуглеродных комплексов C–Ni |
| title_sort | магнитные свойства металлоуглеродных комплексов c–ni |
| topic | К 70-летию со дня рождения С.Л. Гнатченко |
| topic_facet | К 70-летию со дня рождения С.Л. Гнатченко |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/129487 |
| work_keys_str_mv | AT čabanenkovv magnitnyesvoistvametallouglerodnyhkompleksovcni AT zubovée magnitnyesvoistvametallouglerodnyhkompleksovcni AT nabiałeka magnitnyesvoistvametallouglerodnyhkompleksovcni AT kočkanânro magnitnyesvoistvametallouglerodnyhkompleksovcni AT escuderor magnitnyesvoistvametallouglerodnyhkompleksovcni AT moralesf magnitnyesvoistvametallouglerodnyhkompleksovcni AT perezrodriguezf magnitnyesvoistvametallouglerodnyhkompleksovcni AT zolotarʹs magnitnyesvoistvametallouglerodnyhkompleksovcni AT puzniakr magnitnyesvoistvametallouglerodnyhkompleksovcni AT čabanenkovv themagneticpropertiesofcnicarbonmetalcomplexes AT zubovée themagneticpropertiesofcnicarbonmetalcomplexes AT nabiałeka themagneticpropertiesofcnicarbonmetalcomplexes AT kočkanânro themagneticpropertiesofcnicarbonmetalcomplexes AT escuderor themagneticpropertiesofcnicarbonmetalcomplexes AT moralesf themagneticpropertiesofcnicarbonmetalcomplexes AT perezrodriguezf themagneticpropertiesofcnicarbonmetalcomplexes AT zolotarʹs themagneticpropertiesofcnicarbonmetalcomplexes AT puzniakr themagneticpropertiesofcnicarbonmetalcomplexes |