Моделирование гистерезисных свойств наноструктурированных образцов (LаSr)MnО₃

Abstract

Проведено моделирование гистерезисных свойств ансамбля взаимодействующих магнитных наночастиц Lа₀,₇Sr₀,₃MnО₃ (LSMO). Экспериментальные данные обработаны в рамках модифицированной модели Прейзаха. В этом подходе системе сопоставляется ансамбль двухуровневых элементов (гистеронов), характеризуемых магнитным моментом и эффективными полями hsw и hint, задающими «энергетический профиль» гистерона в конфигурационном пространстве. Каждый конкретный магнитный образец отличается уникальным распределением гистеронов, описываемым функцией Прейзаха P(hsw,hint). Особенностью теории является учет эффектов, обусловленных тепловыми флуктуациями и суперпарамагнитным поведением магнитных наночастиц при температурах больших, чем температура блокировки. Теория адекватно воспроизводит магнитостатические свойства системы наночастиц LSMO во всем исследованном интервале температур T = 130–300 К и магнитных полей H = 0–10 кЭ.

Проведено моделювання гістерезисних властивостей ансамблю взаємодіючих магнітних наночастинок Lа₀,₇Sr₀,₃MnО₃ (LSMO). Експериментальні дані оброблено в рамках модифікованої моделі Прейзаха. У цьому підході системі зіставляється ансамбль дворівневих елементів (гістеронів), які характеризуються магнітним моментом та ефективними полями hsw і hint, що задають «енергетичний профіль» гістерона в конфігураційному просторі. Кожний конкретний магнітний зразок відрізняється унікальним розподілом гістеронів, які описуються функцією Прейзаха P(hsw,hint). Особливістю теорії є урахування ефектів, що обумовлені тепловими флуктуаціями та суперпарамагнітним поводженням магнітних наночастинок при температурах більш, ніж температура блокування. Теорія адекватно відтворює магнітостатичні властивості системи наночастинок LSMO у всьому дослідженому інтервал і температур 130–300 К и магнітних полів Н = 0–10 кЕ.

Modeling of hysteretic properties for an ensemble of interacting magnetic nanoparticles of Lа₀.₇Sr₀.₃MnО₃ (LSMO) is considered. The experimental data are processed within the framework of the modified Preisach model. In this approach the system is considered as an ensemble of two-level elements (hysterons) which are characterized by magnetic moment and effective fields hsw and hint. These fields determine the «energy profile» of a hysteron in the configuration space. Each of the magnetic samples differs in unique distribution of hysterons described by the Preisach function P(hsw,hint). The model is able to replicate the effects due to both the thermal fluctuations and the superparamagnetic behavior of magnetic nanoparticles at temperatures T > TB, where TB stands for the blocking temperature. The theory can reasonably reproduce the magnetostatic properties of the LSMO nanoparticles system within the experimental ranges of temperatures T = 130–300 K and magnetic fields H = 0–10 kOe.