Обменное смещение в системе наночастиц ферригидрита: роль общей интегрированной поверхности для конгломерата (кластера) наночастиц

Исследованы петли магнитного гистерезиса в условиях охлаждения во внешнем поле и в нулевом внешнем поле двух репрезентативных образцов синтетического наноферригидрита с идентичными размерами наночастиц (средний размер $\approx$ 2.7 нм) и различной степенью их пространственного разделения. Для исходного образца характерна агрегация наночастиц, и после охлаждения во внешнем поле от температуры, превышающей температуру суперпарамагнитной блокировки, наблюдается смещение петли магнитного гистерезиса по оси абсцисс. Для другого образца частицы пространственно разделены путем покрытия их поверхности слоем арабиногалактана, и для этого образца эффекта смещения петли гистерезиса после охлаждения во внешнем поле не наблюдается. Обнаруженный экспериментальный факт проводит к заключению, что одним из важных факторов, определяющих эффект смещения петли гистерезиса систем наночастиц, служит наличие выраженной подсистемы поверхностных спинов, формирующейся при близком контакте частиц, что можно считать своеобразным поверхностным эффектом. Благодаря обменной связи между подсистемой поверхностных спинов (общей для конгломерата частиц) и нескомпенсированными моментами частиц, при охлаждении во внешнем поле возникает дополнительный источник однонаправленной магнитной анизотропии, который и является причиной наблюдаемого эффекта обменного смещения петли магнитного гистерезиса.