Анотація до роботи:

Тимофієв А.О. Ефекти блокування та взаємодії в ансамблях суперпарамагнітних наночастинок. – Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.07 – фізика твердого тіла. – Інститут фізики Національної Академії Наук України, Київ, 2008.

Дисертаційна робота спрямована на вивчення впливу ефектів блокування та взаємодії на кінетику перемагнічування ансамблів анізотропних суперпарамагнітних частинок. В роботі проведено комп’ютерне моделювання та експериментальне дослідження процесів перемагнічування в таких ансамблях. Встановлено взаємозв’язок цих ефектів з часом вимірювання. Моделювання виконано різними методами, зокрема розробленим нами методом моделювання – рекурсивним методом, методом Монте-Карло та методом числового розв’язку диференційного рівняння, що описує процес перемагнічування в такому ансамблі. Експериментально досліджувались гранульовані плівки типу «феромагнітний метал – діелектрична матриця». Результати експериментальних досліджень порівнюються з результатами моделювання, що дозволило виявити вплив ефектів блокування та взаємодії на магнітні властивості гранульованих плівок. Проведено комплексне експериментальне дослідження впливу взаємодії на магнітні, магнітотранспортні та магніторезонансні властивості наногранульованих плівок. Виявлено, що вплив взаємодії призводить до формування стану з корельованими напрямками магнітних моментів гранул – суперферомагнітного стану, який істотно модифікує магнітні властивості гранульованої системи.

Основні результати можуть бути сформульовані наступним чином:

1. Розроблено рекурсивний метод моделювання процесів перемагнічування ансамблів суперпарамагнітних наночастинок, який дозволяє моделювати криві перемагнічування в часовому масштабі магнітостатичних вимірювань. Встановлено емпіричну залежність між параметрами моделювання в методиці Монте-Карло та відповідним до цих параметрів часом вимірювання.

2. Встановлено зв'язок між температурою блокування та часом вимірювання в різних методиках магнітостатичних вимірів та показано, що для одержання однакової температури блокування при застосуванні різних методик необхідна корекція «реального» часу вимірювання в кожній з них. Конкретизовано поняття часу вимірювання при магнітостатичних вимірах.

3. Встановлено, що міжчастинкова взаємодія в ансамблі суперпарамагнітних частинок, орієнтованих легкими осями вздовж магнітного поля, призводить до суттєвої модифікації температурної залежності коерцитивного поля, що виражається у виникненні додаткової, практично не залежної від часу вимірювання складової, котра також має лінійну від кореня з температури залежність. Результати моделювання підтверджено експериментально в наногранульованих плівках.

4. Експериментально встановлено і підтверджено моделюванням, що при достатньо сильній взаємодії значна коерцитивність зберігається навіть вище температури блокування, що пов’язано з утворенням стану з корельованими напрямками магнітних моментів гранул – суперферомагнітного стану.

5. Пояснено природу ізотропного позитивного магнітоопору в гранульованих плівках типу Co-Al₂O₃. Він виникає внаслідок міжгранульної взаємодії. Ця ж взаємодія є причиною формування хаотично орієнтованих областей ближнього порядку (суперферомагнітних доменів), що істотно змінюють магнітні, магнітотранспортні та магніторезонансні властивості зразків.

Публікації автора:

1. Timopheev, A.A. Dependence of the Magnetization of an Ensemble of Single-Domain Particles on the Measurement Time within Various Experimental and Computational Methods / A.A. Timopheev, S.M. Ryabchenko, // Ukr. J. Phys.-2008.- V.53,№3.- P.261-274.

2. Тимофеев, А.А. Моделирование перемагничивания ансамбля однодоменных частиц в измерениях с непрерывной протяжкой магнитного поля или температуры / А.А. Тимофеев, В.М. Калита, С.М. Рябченко. // ФНТ. -2008.- T.34,№6.- C.560-575.

3. Дослідження магнетостатичних, магнеторезонансних і магнетотранспортних властивостей магнетних наноструктур / С.М. Рябченко, В.М. Калита, О.В. Бондар, А.Ф. Лозенко, А.О. Тимофієв, П.О. Троценко, А.М. Погорілий, О.В. Шипіль // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: — 2007. — T.5,№1. — С. 25-42.

4. Исследования магнитных свойств гранулярной системы Co_0.6(Al₂O_n)_0.4, обладающей эффектом изотропного положительного магнетосопротивления / А.А. Тимофеев, С.М. Рябченко, А.Ф. Лозенко, П.А. Троценко, О.В. Стогней, А.В. Ситников, С.Ф. Авдеев.// ФНТ. -2007.- T.33,№11.- C.1282-1297.

5. Моделирование процессов перемагничивания ансамбля однодоменных ферромагнитных наночастиц. Зависимость от времени наблюдения в разных режимах магнитостатических измерений и методах расчета : тез. докл. конф. Наноструктурные материалы – 2008: Беларусь-Россия-Украина, НАНО-2008 (Минск, Беларусь, 22-25.04.08) / В.М. Калита, С.М. Рябченко, А.А.Тимофеев, А.М. Гришин. // редкол.: П.А. Витязь [и др.]. – Минск : Белорус. Наука, 2008. – 756с.

6. Study of magnetostatic, magnetoresonance and magnetotransport properties of the magnetic nanostructures : тез. докл. конф. Clusters and nanostructured materials - CNM-2006, (Uzhgorod, Ukraine, 9-12.10.06) / S.M. Ryabchenko, V.M. Kalita, A.F. Lozenko, A.M. Pogorily, O.V. Shipil, A.A. Timopheev, P.А. Trotsenko // редкол.: А.П. Шпак [и др.]. – Ужгород- 2006. – 329с.

7. Magnetotransport, magnetostatic and FMR studies of Co - (Al₂O_n) granular system near percolation threshold : тез. докл. конф. International Conference of Functional Materials –ICFM-2007 (Crimea, Partenit, 01-06.10.07) / A.A. Timopheev, S.M. Ryabchenko, A.F. Lozenko, P.A.Trotsenko, O. V. Stogney, A. V. Sitnikov, S. F. Avdeev. // редкол.: В. Бержанский [и др.]. – Симферополь- 2007. – 550с.

8. Исследования магнитотранспортных, магнитостатических и динамических (ФМР) свойств наногранулярных систем типа ферромагнитный металл – диэлектрическая матрица : тез. докл. конф. Нанорозмірні системи. Будова-властивості-технології, НАНСИС 2007 (Киев, Украина, 21-23.11.07) / С.М. Рябченко, А.А. Тимофеев, А.Ф. Лозенко, П.А. Троценко, О.В. Стогней, А.В. Ситников, С.Ф. Авдеев. // редкол.: А.П. Шпак [и др.]. – Киев- 2007. – 628с.

9. Effects of interaction in the magnetization reversal kinetics of superparamagnetic granular CoFeB -SiO₂ films : тез. докл. конф. Moscow International Symposium on Magnetism -MISM-2008, (Moscow, Russia, 20-25.06.08) / A.A. Timopheev, S.M. Ryabchenko, V.M. Kalita, A.F. Lozenko, P.A. Trotsenko, A.M. Grishin, M. Munakata.// редкол.: Перов Н.С. [и др.]. – Физический факультет МГУ, Москва- 2008. – 857с.