Физики МГУ изучили магнитные фазовые переходы наночастиц сплава железа-родия при различных температурах

Физики МГУ совместно с коллегами из ИТМО изучили фазовые магнитные переходы в наночастицах железа-родия при различных температурах. Исследование представляет интерес с фундаментальной точки зрения и может быть полезно при разработке устройств микроэлектроники.

«Наночастицы FeRh c характерным размером 10–20 нм интересны тем, что, согласно литературе у них не наблюдается классической для этого соединения зависимости намагниченности от температуры, при которой бы наблюдался фазовый переход вблизи комнатной температуры. Поэтому мы решили выяснить, какие механизмы ответственны за наличие магнитного упорядочения в такой системе при различных температурах», — рассказал аспирант кафедры магнетизма Комлев Алексей Степанович.

Синтез частиц проводился учеными из ИТМО. В результате удалось синтезировать наночастицы железо-родия, определить их средний диаметр, элементный и структурный состав. Оказалось, что на поверхности наночастиц в результате окисления появлялся слой оксида железа, влияние которого учитывалось при дальнейших исследованиях.

Физики измерили магнитные свойства образцов при помощи вибрационной магнитометрии в температурном диапазоне от 4 до 800 Кельвин в магнитных полях величиной от 100 до 10000 эрстед. Результаты исследований показали, что благодаря размерному фактору, температура фазового перехода частиц смещается в область гелиевых температур, при этом значительную роль в формировании магнитного порядка играют суперпарамагнитные релаксационные процессы.

На завершающем этапе работы были измерены Мёссбауэровские спектры* при комнатной температуре и при температуре жидкого азота на кафедрах общей физики и твердого тела. Расшифровка этих спектров позволила учёным верифицировать выводы, которые были сделаны по данным магнитометрии.

Результаты работы были опубликованы в журнале Q1 Materials Chemistry and Physics: https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2023.128855

*Мёссбауэровская спектроскопия — метод ядерного гамма-резонанса, основан на эффекте Мёссбауэра. Заключается в резонансном поглощении без отдачи атомным ядром монохроматического гамма-излучения, испускаемого радиоактивным источником.