Właściwości magnetyczne nanocząsteczek o anizotropii kształtu
Urządzenia do magazynowania danych wymagają utrzymywania ciągłego stanu namagnesowania. Obrazowanie magnetyczne oraz eksperymentalna metoda leczenia nowotworów nazywana hipertermią magnetyczną wykorzystują z kolei wzbudzaną elektromagnetycznie relaksację. Ponieważ zrozumienie magnetyzacji i relaksacji nanomateriałów ma kluczowe znaczenie dla opracowywania nowych rozwiązań, uczestnicy finansowanego ze środków UE projektu JANUS DYNAMICS dokonali ich ilościowej analizy. Poza nanocząsteczkami o anizotropii kształtu naukowcy wybrali nową konfigurację koloidalnych cząsteczek Janusa (ich nazwa pochodzi od rzymskiego boga o dwóch twarzach), zbudowanych z dwóch półkul o różnych właściwościach fizycznych i chemicznych. Asymetryczny charakter takich cząsteczek sprawia, że idealnie sprawdzają się jako system modelowy do badania zjawisk relaksacji i magnetyzacji. Zjawiska te zależą od interakcji między anizotropią i objętością magnetyczną, na które to właściwości wpływa z kolei skład nanocząsteczek, ich kształt, zjawiska zachodzące na granicy faz oraz interakcje między cząsteczkami. Uczeni wykorzystali zaawansowane techniki rozpraszania rentgenowskiego i neutronowego w rozdzielczości czasowej, aby zbadać magnetyzację statyczną oraz zależną od czasu relaksację magnetyzacji. Badacze podjęli ponadto kilka aktualnych zagadnień z dziedziny materiałów magnetycznych, takich jak oddziaływania wymienne typu "exchange bias" czy relaksacja Néela. Oddziaływania "exchange bias" związane są z gigantyczną magnetorezystancją. Są one niezwykle ważne dla rejestracji magnetycznej oraz wielu zaawansowanych urządzeń elektronicznych, takich jak komputery czy odtwarzacze MP3. Relaksacja Néela z kolei to zjawisko superparamagnetyczne, w którym magnetyzacja nanocząsteczek ferromagnetycznych może losowo zmieniać kierunek pod wpływem temperatury. Cząsteczki Janusa cieszą się coraz większym zainteresowaniem ze względu na duże możliwości wykorzystania ich różnorodnych kształtów i składników. Opisanie właściwości magnetyzacyjnych i relaksacyjnych tych anizotropowych nanocząsteczek będzie zatem bardzo istotne dla stworzenia nowych rozwiązań technologicznych je wykorzystujących.
Słowa kluczowe
Magnetyzacja, relaksacja, anizotropowy, cząsteczki Janusa, anizotropia magnetyczna, nierównowaga wymiany, relaksacja Néela, nanocząsteczki
