尺寸调控下的相分离法NiFe2O4/NiO纳米颗粒系统中交换偏置效应

本文研究了基于相分离法合成的NiFe2O4/NiO纳米颗粒系统中尺寸依赖的交换偏置效应。作者田召明和黄帅在华中科技大学的研究团队重点探讨了亚铁磁性NiFe2O4纳米粒子嵌入反铁磁NiO基质的纳米颗粒体系，这些材料对于spintronics（自旋电子学）领域具有潜在的应用价值。 研究的核心内容是通过从稀释的Ni(1-x)FexO3氧化物中进行沉淀生长，制备了一系列不同结晶尺寸的NiFe2O4纳米颗粒，范围从约3纳米至55纳米。样品在550℃到1000℃的不同温度下进行了热处理，以控制晶体尺寸和结构。通过磁化测量，研究发现，在250K以下，当采用场冷技术后，这些系统表现出明显的交换偏置效应，即出现了交换偏置场(HEB)和垂直磁化位移(MShift)。 值得注意的是，随着NiFe2O4纳米颗粒尺寸的减小，研究结果表明HEB和MShift呈现出单调减小的趋势。这可能是由于尺寸效应引起的，较小的颗粒可能更容易受到局域化的磁矩交互影响，而在大颗粒中，这些效应可能被平均化的磁场分布所削弱。这种尺寸依赖的交换偏置行为对于理解磁性纳米复合材料的基本物理机制以及优化它们在实际应用中的性能至关重要，如在磁存储、传感器或逻辑器件中的潜在应用。 此外，这项工作得到了国家教育基金的支持（项目编号：20090142120069），进一步突显了其科学价值和基础研究的重要性。田召明的电子邮件地址为tianzhaoming@hust.edu.cn，供有兴趣的读者联系或获取更多详细信息。 该研究深入探讨了尺寸对NiFe2O4/NiO纳米颗粒系统交换偏置效应的影响，为设计和优化此类自旋电子材料提供了重要的尺寸调控参数，有助于推动相关领域的理论和应用研究。