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金属离子掺杂对CuO基纳米复合材料的交换偏置调控

刘奎立 周思华 陈松岭

金属离子掺杂对CuO基纳米复合材料的交换偏置调控

刘奎立, 周思华, 陈松岭
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-12-23
  • 修回日期:  2015-02-27
  • 刊出日期:  2015-07-05

金属离子掺杂对CuO基纳米复合材料的交换偏置调控

  • 1. 周口师范学院, 实验室与设备管理处, 周口 466001
    基金项目: 

    河南省科技厅基础前沿技术研究计划项目(批准号:122300410168)和河南省教育厅高校青年骨干教师项目(批准号:2012GGJS-181)资助的课题.

摘要: 为了研究反铁磁基体中掺杂的金属离子对交换偏置效应的影响, 本文采用非均相沉淀法制备了纳米复合材料. X射线衍射图(XRD)和场发射扫描电子显微镜(SEM) 照片清晰表明CuO纳米复合样品具有统一的颗粒尺寸, 约为80 nm. 通过体系中掺杂磁性金属离子Ni和Fe, 实现了亚铁磁MFe2O4 (M=Cu, Ni)晶粒镶嵌在反铁磁(AFM) CuO 基体中. 在CuO基体中加入少量的Ni能改变两相交界面的磁无序从而生成类自旋玻璃相, 相应提高对铁磁相磁矩的钉扎作用. 同时, 场冷过程中反铁磁相内形成磁畴, 冻结在原始状态或磁场方向上, 畴壁也起到钉扎铁磁自旋的作用, 进而提高交换偏置效应. 随后加入的Ni 会生成各向异性能较大的NiO, 也能够提高交换偏置场. 在带场冷却下, 所有样品均发生垂直交换偏置, 也证明了样品在场冷过程中形成了自旋玻璃相, 正是由于亚铁磁与自旋玻璃相界面上的磁交换耦合, 才导致回线在整个测量范围内发生了向上偏移. 零场冷却和场冷却(ZFC/FC)情况下磁化强度与温度变化曲线(M-T)说明在这些复合材料中的交换偏置效应是由于存在亚铁磁颗粒和类自旋玻璃相界面处的交换耦合作用. 研究发现随着持续掺杂Ni离子, 交换偏置场先缓慢增加后又急剧增加, 生成各向异性能高的反铁磁相NiO 和反铁磁相内的畴态组织是这一结果的原因.

English Abstract

参考文献 (19)

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