Что если бы материалы "помнили" всё, что с ними происходило? Оказывается, такие системы действительно существуют. Это — магнитные наночастицы, и они могут менять свои свойства в зависимости от прошлого.
Магнитный след: что такое гистерезис
Гистерезис — это особенность физических систем, которые реагируют на воздействие не мгновенно, а с оглядкой на прошлое. В магнетизме это выражается в том, как изменяется намагниченность при циклическом воздействии магнитного поля. Эта "память" фиксируется в виде петли на графике.
Почему важны межчастичные взаимодействия
Когда речь идёт об одной наночастице, всё понятно — её поведение изучено вдоль и поперёк. Но в реальности таких частиц миллионы, и они не изолированы. Между ними действуют силы, особенно диполь-дипольные взаимодействия, которые хоть и ослабевают с расстоянием, но всё же играют важную роль.
Неожиданный максимум: что показало моделирование
Учёные из СФУ, Института физики имени Киренского СО РАН и СибГУНиТ провели микромагнитное моделирование. Они смоделировали хаотично распределённые магнитные наночастицы на плоскости с разной плотностью. Также учли и случайную ориентацию "лёгких" осей намагничивания.
Оказалось, что при определённой концентрации частиц коэрцитивная сила — напряжённость поля, нужная для размагничивания — достигает максимума. Это нарушает привычное представление о линейной зависимости и говорит о тонком балансе между дипольной энергией и анизотропией частицы.
Где это применимо
"Рассмотренная модель хорошо описывает наногранулированные плёнки, имеющие перспективы применения в магнитных датчиках, экранах и магнитооптической памяти", — отмечает доцент кафедры физики СФУ Оксана Ли.
Не просто наука — технологии завтрашнего дня
Такие пленки — это функциональные материалы, которые находят применение в высокочастотной электронике, системах связи и даже в вычислительной технике. Они обеспечивают высокую намагниченность, сопротивление и широкий диапазон проницаемости.
Важно: правильно подобранная концентрация наночастиц — ключ к созданию устройств с заданными характеристиками.
Уточнения
Наночастица (англ. nanoparticle) — изолированный твёрдофазный объект, имеющий отчётливо выраженную границу с окружающей средой, размеры которого во всех трёх измерениях составляют от 1 до 100 нм.