Основные типы магнитных состояний вещества

Рис. 2.10. Основные типы организации микро- и наночастиц 
Первый 
тип 
(A) 
представляют 
изолированные, 
то 
есть 
практически 
невзаимодействующие между собой, частицы. Магнитные свойства ансамблей таких частиц 
определяются собственными свойствами самих частиц. Одним из примеров подобных 
систем являются магнитные жидкости с низкой концентрацией магнитной фазы.
Ко второму типу (B) относятся двухслойные магнитные частицы, состоящие из 
магнитного ядра и магнитной или немагнитной оболочки. Магнитные свойства подобных 
систем во многом определяются спецификой взаимодействия ядра с оболочкой, что 
приводит к так называемой обменной анизотропии магнитной частицы. К числу таких 
систем относятся, например, нанодисперсные порошки металлов, покрытые слоем 
соответствующего оксида, и системы ферримагнитных оксидов в области составов, где
могут сосуществовать две фазы.
20
1 Э = 79,577 А/м. 
21
Предложено в: D. Leslie-Pelecky, R. D. Rieke, 
Magnetic properties of nanostructured materials,
Chem. Mater. 8, 
1770–1783 (1996). 

---

74 
Третий тип (C) образуют магнитные частицы в магнитной или инертной в магнитном 
отношении матрице. Это наиболее общий случай, поскольку свойства таких систем 
определяются как собственными свойствами частиц, так и характером их взаимодействия с 
матрицей и друг с другом. В нанокомпозитных материалах, содержащих изолированные 
ферромагнитные наночастицы в немагнитной непроводящей матрице, наблюдается переход 
от их суперпарамагнитного к ферромагнитному состоянию через так называемое
суперферромагнитное состояние 
(superferromagnetic state). 
В 
этом 
состоянии 
существенным становится взаимно ориентирующее магнитное взаимодействие между 
частицами из ферромагнитного материала, хотя контакт между ними в полной мере еще не 
сформировался. Это эффект коллективного поведения наночастиц.
К четвертому типу (D) относятся системы с высокой концентрацией магнитных частиц, 
специфические 
свойства 
которых 
определяются 
в 
основном 
межчастичными
взаимодействиями, а роль матрицы сводится к механическому удержанию частиц в 
определенном объеме и формированию поверхностей раздела фаз. 
В некоторых случаях взаимодействие в системах магнитных наночастиц и связанные с 
ним коллективные эффекты являются нежелательными, как например, в материалах для 
магнитной записи. Наличие взаимодействия может стать объективным ограничителем 
плотности записи на магнитных носителях информации. Известно, что наиболее эффективно 
магнитная запись может быть осуществлена на системе, состоящей из магнитных наночастиц 
с необходимой коэрцитивной силой, плотно расположенных на подложке. Очевидно, 
побитовая запись информации в такой системе возможна лишь в случае, если 
взаимодействие между магнитными моментами частиц не будет приводить к коллективным 
эффектам, а поведение каждой частицы слабо зависит от поведения ее соседей. Поэтому 
необходимо контролировать условия, при которых данное взаимодействие не оказывает 
значительного влияния на магнитные свойства всей системы.