单一晶相氧化锰纳米颗粒的交换偏置效应*

罗毅; 赵国平; 杨海涛; 宋宁宁; 任肖; 丁浩峰; 成昭华

doi:10.7498/aps.62.176102

单一晶相氧化锰纳米颗粒的交换偏置效应*

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; 中国科学院物理研究所磁学国家重点实验室，北京 100190

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

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15 nm,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=32 K.

关键词:

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.

单一晶相氧化锰纳米颗粒的交换偏置效应*

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; 中国科学院物理研究所磁学国家重点实验室，北京 100190

中国科学院物理研究所磁学国家重点实验室,北京,100190

关键词:

Exchange bias effect in single crystalline phase MnO nanoparticles

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; 中国科学院物理研究所磁学国家重点实验室，北京 100190

中国科学院物理研究所磁学国家重点实验室,北京,100190

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