Article (Périodiques scientifiques)
Field Dependence of Magnetic Disorder in Nanoparticles
Zákutná, Dominika; Nižňanský, Daniel; Barnsley, Lester C. et al.
2020In Physical Review X, 10, p. 031019
Peer reviewed vérifié par ORBi
 

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Mots-clés :
Magnetic Nanoparticles; Micromagnetism; Small-Angle Scattering
Résumé :
[en] The performance characteristics of magnetic nanoparticles toward application, e.g., in medicine and imaging or as sensors, are directly determined by their magnetization relaxation and total magnetic moment. In the commonly assumed picture, nanoparticles have a constant overall magnetic moment originating from the magnetization of the single-domain particle core surrounded by a surface region hosting spin disorder. In contrast, this work demonstrates the significant increase of the magnetic moment of ferrite nanoparticles with an applied magnetic field. At low magnetic field, the homogeneously magnetized particle core initially coincides in size with the structurally coherent grain of 12.8(2) nm diameter, indicating a strong coupling between magnetic and structural disorder. Applied magnetic fields gradually polarize the uncorrelated, disordered surface spins, resulting in a magnetic volume more than 20% larger than the structurally coherent core. The intraparticle magnetic disorder energy increases sharply toward the defect-rich surface as established by the field dependence of the magnetization distribution. In consequence, these findings illustrate how the nanoparticle magnetization overcomes structural surface disorder. This new concept of intraparticle magnetization is deployable to other magnetic nanoparticle systems, where the in-depth knowledge of spin disorder and associated magnetic anisotropies are decisive for a rational nanomaterials design.
Disciplines :
Physique
Auteur, co-auteur :
Zákutná, Dominika
Nižňanský, Daniel
Barnsley, Lester C.
Babcock, Earl
Salhi, Zahir
Feoktystov, Artem
HONECKER, Dirk ;  University of Luxembourg > Faculty of Science, Technology and Communication (FSTC) > Physics and Materials Science Research Unit
Disch, Sabrina
Co-auteurs externes :
yes
Langue du document :
Anglais
Titre :
Field Dependence of Magnetic Disorder in Nanoparticles
Date de publication/diffusion :
2020
Titre du périodique :
Physical Review X
ISSN :
2160-3308
Maison d'édition :
American Physical Society
Volume/Tome :
10
Pagination :
031019
Peer reviewed :
Peer reviewed vérifié par ORBi
Focus Area :
Physics and Materials Science
Disponible sur ORBilu :
depuis le 24 juillet 2020

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