Suppression of superparamagnetism in surface-oxidized nanocrystals

Summary

Fe nanocrystals (particles with a size of some nanometers) were prepared by the inert-gas condensation method with subsequent oxidization. The average size of the particles in the thin oxide layer was determined to be about 30 Å. The samples were studied by Mössbauer spectroscopy at various temperatures. Superparamagnetism seems to be suppressed in these samples. Furthermore, a two-stage decrease of the average hyperfine field was observed in the oxide layer. The Fe oxide-Fe interface anisotropy is proposed to be responsible for this phenomenon.

Riassunto

Si sono preparati nanocristalli di Fe (particelle con una dimensione di alcuni nanometri) per mezzo del metodo della condensazione di gas inerti con conseguente ossidazione. La misura media delle particelle nel fine strato di ossido è stata determinata intorno ai 30 Å. Si sono studiati i campioni attraverso la spettroscopia di Mössbauer a varie temperature. In questi esempi il supermagnetismo sembra essere soppresso. Inoltre si è osservata una diminuzione del campo medio iperfino nello strato di ossido. L'anisotropia dell'interfaccia tra ossido di Fe e Fe è proposta come causa di questo fenomeno.

Резюме

Используя метод конденсации в инертном газе с последующим окислением, приготовляутся нанокристаллы железа (частицы с размерами порядка нанометров). Средние размеры частиц в тонком слое окисла составляют около 30 Å. Полученные образцы исследуются с помощью Мессбаузровской спектроскопии при различных температурах. Наблюдается двух-ступенчатое уменьшение среднего сверхтонного поля в слоях окисла. Предполагается, что анизотропия границы раздела между окислом железа и железом является ответственной за это явление.