Surface effects and magnetic ordering in few-nanometer-sized ε-Fe2O3 particles

Abstract

The magnetic properties of ε-Fe2O3 nanoparticles with an average size of 3.4 nm in a silica gel matrix are investigated using Mössbauer technique, electron spin resonance, and magnetic measurements. Two magnetic subsystems reveal in magnetic measurements. Paramagnetic subsystem is formed by the Fe(III) ions in the smallest (<3.5 nm) particles' shell, while ferrimagnetic ordering in the “core” of the particles results in superparamagnetic behavior. The superparamagnetic behavior of the investigated samples is observed up to ∼800 K. The magnetic moment of the particles is formed by both the ferrimagnetic ordering characteristic of ε-Fe2O3 and the additional effect of uncompensated sublattices (planes).

A Comparative Study of -Fe2O3 and ϵ-Fe2O3 Nanoparticles Arising in Borate Glasses Doped with Fe and Gd

“…3a). Though Hc of the second type glasses is more than one order of value higher comparing to glasses with γ-Fe 2 O 3 , it is noticeable less than Hc reported in the literature for the ε-Fe 2 O 3 nanoparticles [4] in other matrices. At the same time, the Hc decrease observed here with the temperature decrease (Fig.…”

“…Contrary to γ-Fe 2 O 3 , compound ε-Fe 2 O 3 refers to the unstable phase and therefore a long time it remains poorly studied until the possibility was shown to synthesize ε-Fe 2 O 3 nanoparticles in some matrices [1][2][3]. Increased interest to ε-Fe 2 O 3 nanoparticles observed in last years is associated mainly with their very high coercivity [4]. Recently, we presented the first study of the ε-Fe 2 O 3 nanoparticles synthesized in the oxide glass matrix [5].…”

Магнитные свойства наночастиц NiO: вклады антиферромагнитной и ферромагнитной подсистем в различных диапазонах магнитных полей до 250 kOe

“…Видимо, в области низких температур обменная связь AF-и FM-подсистем приводит к более медленному насыщению последней с ростом поля. Во-вторых, в магнитоупорядоченных наночастицах практически все-гда существуют поверхностные спины, которые обмен-но не связаны с " внутренними" спинами [2,12,[35][36][37][38][39][40]. При низких температурах эта дополнительная подсисте-ма демонстрирует " спин-стекольное" поведение, а при повышении температуры ведет себя как парамагнит-ная фаза (невзаимодействующие спины).…”

Температурное поведение антиферромагнитной восприимчивости нано-ферригидрита из измерений кривых намагничивания в полях до 250 kOe

“…К ним относит-ся проблема описания кривой намагничивания нанораз-мерных частиц материалов, которые в объемном виде обладают антиферромагнитным (AF) порядком [1][2][3][4][5][6]. В таких наночастицах, как правило, сохраняется AF порядок в " сердцевине"( " ядре"), но поверхностные эф-фекты и дефекты приводят к появлению нескомпен-сированного магнитного момента частиц µ P [6][7][8][9][10][11], а наличие оборванных химических связей в присутствии AF взаимодействий может являться причиной спин-стекольного поведения поверхностных атомов [10][11][12][13][14][15][16][17].…”

“…Во многих случаях корректное описание экспери-ментальных зависимостей M(H) AF частиц требует учета функции распределения по магнитным моментам частиц [8,[15][16][17][18][19]. В этом случае выражение (1) можно переписать в виде…”