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| 单一晶相氧化锰纳米颗粒的交换偏置效应 |
| 罗毅1 2, 赵国平1 2, 杨海涛2, 宋宁宁2, 任肖2, 丁浩峰2, 成昭华2 |
1. 四川师范大学物理与电子工程学院和固体物理研究所, 成都 610068;
2. 中国科学院物理研究所磁学国家重点实验室, 北京 100190 |
| Exchange bias effect in single crystalline phase MnO nanoparticles |
| Luo Yi1 2, Zhao Guo-Ping1 2, Yang Hai-Tao2, Song Ning-Ning2, Ren Xiao2, Ding Hao-Feng2, Cheng Zhao-Hua2 |
1. College of Physics and Electronic Engineering, Sichuan Normal University, Chengdu 610068, China;
2. State Key Laboratory of Magnetism, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China |
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摘要： 本文利用高温油相法制备出尺寸、形状均一的 MnO纳米颗粒, X射线衍射图 (XRD) 和透射电子显微镜 (TEM) 照片清晰表明MnO纳米颗粒为单一的面心立方岩盐晶体结构, 尺寸为15nm, 粒径分布很窄. 通过零场冷却 (ZFC) 和带场冷却 (FC)的磁滞回线发现MnO纳米颗粒具有明显的交换偏置效应, 而且磁滞回线同时表现出横向和纵向偏移. 横向偏移说明纳米颗粒中两相复合的存在, 纵向偏移说明了存在自旋玻璃相或者超顺磁相. 进而通过不同频率下随温度变化的交流磁化率的测定, 根据Mydosh的经验数值确认 MnO纳米颗粒表面层为自旋玻璃相, 并得到 MnO纳米颗粒表面自旋玻璃相的转变温度为TSG=32K.
关键词：
纳米颗粒
氧化锰
交换偏置
自旋玻璃
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Abstract： The MnO nanoparticles with uniform size (～15 nm) and shape have been synthesized in an inert atmosphers by high-temperature oil phase method. XRD patterns and HRTEM reveals that the as-synthesized MnO nanoparticles are of pure crystalline phase. TEM image shows that the MnO nanoparticles are in spherical shape with a narrow size distribution. Both oil phase and the nanoparticles protected with inert gas in the synthesis process can avoid the oxidization of Mn2+. The obvious exchange bias effect can be observed from the M-H loop of MnO nanoparticles under zero field cooling (ZFC) and FC measurements. Furthermore, the temperature-dependent AC susceptibility of the MnO nanoparticles reveals that the exchange bias effect originates from the antiferromagnetic MnO core and the spin-glass surface, rather than the superparamagnetic phase.
Keywords：
nanoparticles
MnO
exchange bias
spin glass
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收稿日期: 2013-03-11
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| PACS: |
61.46.Df
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(Structure of nanocrystals and nanoparticles ("colloidal" quantum dots but not gate-isolated embedded quantum dots))
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75.75.-c
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(Magnetic properties of nanostructures)
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75.30.Et
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(Exchange and superexchange interactions)
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75.50.Lk
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(Spin glasses and other random magnets)
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| 基金: 国家自然科学基金(批准号: 51071173, 11274370, 50931006, 11074179);科技部项目(批准号: 2012CB933102, 2011CB921801, 2010CB934202)和四川高校科研创新团队建设计划(批准号: 12TD008)资助的课题. |
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