納米磁性材料的基本特征(編輯修改稿)
2025-05-28 00:13 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 時(shí)，薄膜就是單疇，但由于膜內(nèi)退磁場(chǎng)很難均勻，因此總會(huì)有磁疇產(chǎn)生。 生物磁性粒子的天然單疇特性 超順磁性是磁有序納米材料小尺寸效應(yīng)的典型表現(xiàn)。 當(dāng)體積為 V的單疇磁性粒子繼續(xù)減小，磁矩取向會(huì)因熱運(yùn)動(dòng)能量 kT 比相應(yīng)的磁能還大，可越過(guò)各向異性能勢(shì)壘 K1V ，使粒子的磁化方向表現(xiàn)為磁的“布朗運(yùn)動(dòng)”，粒子集合體的總磁化強(qiáng)度為零。稱為超順磁性。超順磁性也可由朗之萬(wàn)函數(shù)描述。只是粒子內(nèi)不是單個(gè)原子或分子的磁矩，而是磁有序的集合體，集合體之間的磁取向混亂排列，其宏觀表現(xiàn)為“順磁性”。 對(duì)超順磁性粒子的膠體懸濁液，粒子間只有弱的靜磁作用和范德瓦爾斯力，熱運(yùn)動(dòng)既可使粒子內(nèi)磁化矢量克服磁各向異性能的位壘作旋轉(zhuǎn)還可將粒子作整體運(yùn)動(dòng)。這就是磁性液體。 2 超順磁性 熱運(yùn)動(dòng)能 kT 使體積為 V的粒子磁矩 Ms越過(guò)各向異性為 K的勢(shì)壘 KV的幾率為 p=exp (KV/kT), 即原一致磁化的粒子集合體，經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間可衰減到剩磁為零，其弛豫時(shí)間 τ 為 τ =(1/f0) exp (KV/kT), 頻率因子 f0=109 s1 。 如果要等一年 (107秒 )才會(huì)衰減為“順磁”態(tài)，那就一定不能認(rèn)為這材料是超順磁性，因此這里有個(gè) τ 的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)，譬如可用 τ101秒為超順磁性的標(biāo)準(zhǔn)。顯然 τ 和材料的各向異性 K，溫度 T，粒子的直徑 D=V3都有關(guān)。 對(duì)固定的材料和粒子尺寸 V，要表現(xiàn)為超順磁性就有個(gè)臨界溫度 T0, 稱其為截止溫度。 對(duì)固定的溫度，如室溫，要表現(xiàn)出超順磁性，粒子就要小于臨界尺寸 V0 。 舉幾個(gè)超順磁性的實(shí)際數(shù)據(jù)： 對(duì) K=107J/m3 而 T=100K 的條件，尺寸 的粒子的弛豫時(shí)間 τ=101s , 而 , τ=101s。 到
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