Experimental Solid State Physics Dept. (Research Institute for Solid State Physics and Optics Hung. Acad. Sci.)
Participants
Balog, Sára Judit Kemény, Tamás Vincze, Imre
Starting date
2002-01-01
Closing date
2005-12-31
Funding (in million HUF)
8.420
FTE (full time equivalent)
0.00
state
closed project
Final report
Results in Hungarian
A szuperparamágneses klaszterek kölcsönhatásait két különböző típusú modellrendszerben tanulmányoztuk: olvadékból gyorshűtéssel előállított amorf szalagok részleges kikristályosításával létrehozott ún. nanokristályos anyagokban, valamint vákuumpárologtatással vagy molekulasugaras epitaxiával készített ún. granuláris multirétegekben.
Az előbbi csoportba tartozó ún. Nanoperm-típusú nanokristályos ötvözetekben (FeZrBCu) feltártuk az anyag mágneses szerkezetét: 10-15 nm-es, néhány százalék beoldott bórt tartalmazó bcc-Fe szemcséket szobahőmérséklet körüli Curie hőmérsékletű (TC), amorf mátrix vesz körül [4,6]. A nanokristályos szemcsék TC fölött szuperparamágneses viselkedést mutatnak, melyet a külső mágneses tér jelentősen befolyásol. A fentihez hasonló mágneses szerkezetet vizsgáltunk egy ún. Hitperm-típusú nanokristályos ötvözetben (FeMnCoNbBCu) is [7].
A szuperparamágneses klaszterek kölcsönhatását részletesen a szintén az első csoportba tartozó, ún. Finemet-típusú nanokristályos ötvözetekben (FeCrNbSiBCu, FeCrMoBCu) tanulmányoztuk [2,3,8,12]. A TC fölötti szuperparamágneses viselkedést egy, a klaszterek között dipoláris kölcsönhatást figyelembe vevő modell segítségével értelmeztük.
A szuperparamágneses relaxációt Fe/Ag granuláris multirétegekben is vizsgáltuk [5,9,11]. Többek között megállapítottuk, hogy a klaszterméretet kialakító folyamatot a szomszédos rétegek szerkezete, azok mágneses kölcsönhatásai nem befolyásolják.
Results in English
We have studied the interactions between superparamagnetic clusters in two different types of model system: (i) in nanocrystalline materials prepared by partial crystallization of amorphous ribbons fabricated by rapid quenching from the melt and (ii) in granular multilayers prepared by vacuum evaporation or molecular beam epitaxy.
In the Nanoperm-type nanocrystalline alloys (FeZrBCu) belonging to the former group we have revealed the magnetic structure of the material: bcc-Fe grains of the size of 10 to 15 nm containing a few percent of dissolved B are embedded in an amorphous matrix with a Curie temperature (TC) around room temperature [4,6]. Above TC the nanocrystalline grains show superparamagnetic behaviour, which is significantly influenced by an external magnetic field. We have investigated a similar magnetic structure in a Hitperm-type nanocrystalline alloy (FeMnCoNbBCu) [7].
We have studied the interaction between superparamagnetic clusters in detail in the Finemet-type nanocrystalline alloys (FeCrNbSiBCu, FeCrMoB) also belonging to the first group [2,3,8,12]. We have explained the superparamagnetic behaviour above TC with the help of a model taking into account the dipolar interaction between the clusters.
We have studied the superparamagnetic relaxation also in Fe/Ag granular multilayers [5,9,11]. Among others we have shown that the cluster-forming process is not influenced by the structure of the neighbouring layers and by the magnetic interactions between them.
Wildes AR; Stewart JR; Cowlam N; Al-Heniti S; Kiss LF; Kemény T: The magnetic structures of some Fe100-xZrx metallic glasses, J. Phys.: Condens. Matter 15: 675-691, 2003
Balogh J; Kaptás D; Kiss LF; Pusztai T; Szilágyi E; Tunyogi Á; Swerts J; Vandezande S; Temst K; Van Haesendonck C: Tailoring Fe/Ag superparamagnetic composites by multilayer deposition, Appl. Phys. Lett. 87: 102501-1-3, 2005
Franco V; Conde CF; Conde A; Kiss LF: Relationship between coercivity and magnetic moment of superparamagnetic particles with dipolar interaction, Phys. Rev. B 72: 174424-1-10, 2005
Kemény T; Kiss LF; Kaptás D; Balogh J; Bujdosó L; Gubicza J; Vincze I: Superparamagnetic behaviour of Fe80B12Zr7Cu alloys with different fractions of primary nanocrystalline phase, Mater. Sci. Eng. A 375-377: 219-222, 2004
Balogh J; Kaptás D; Kiss LF; Kemény T; Temst K; van Haesendonck C; Vincze I: Mössbauer study of Fe grains in nanocomposites, NATO ARW Series (Kluwer Academic Publ.) Vol. 184: 385-394, 2005
Kiss LF; Kaptás D; Balogh J; Gubicza J; Kemény T; Vincze I: Study of the unusual increase in the Curie temperature of the residual amorphous phase in nanocrystalline Fe90Zr7B2Cu1, J. Magn. Magn. Mater. 272-276: 1410-1412, 2004
Conde CF; Franco V; Conde A; Kiss LF: Microstructure and magnetic permeability of Hitperm (FeMn)CoNbB(Cu) alloys, J. Magn. Magn. Mater. 272-276: 1430-1432, 2004
Franco V; Blázquez JS; Conde CF; Conde A; Kiss LF; Kemény T; Hillier AD: Frequency dependence of the superparamagnetic transition in a Finemet-type nanocrystalline alloy, Phys. Stat. Sol. (a) 201: 3314-3318, 2004
Balogh J; Csontos M; Kaptás D; Kiss LF; Pusztai T; Swerts J; Vandezande S; Temst K; Van Haesendonck C; Mihály G: Magnetic properties of superparamagnet / ferromagnet heterostructures, Phys. Stat. Sol. (c) 1: 3235-3238, 2004
Bakonyi I; Kiss LF; Varga E; Varga LK: Magnetic properties of metastable Zr-Ni and Hf-Ni alloys around the paramagnetic-ferromagnetic transition, Phys. Rev. B 71: 014402-1-8, 2005
Franco V; Kiss LF; Kemény T; Vincze I; Conde CF; Conde A: High-temperature evolution of coercivity in nanocrystalline alloys, Phys. Rev. B 66: 224418-1-8, 2002
Franco V; Conde CF; Conde A; Kiss LF; Kemény T: Transition to superparamagnetism in a Cr-containing FINEMET-type alloy, IEEE Trans. Magn. 38: 3069-3074, 2002
Csontos M; Balogh J; Kaptás D; Kiss LF; Kovács A; Mihály G: Magnetic and transport properties of Fe-Ag granular multilayers, cond-mat/0506072; Phys. Rev. B-hez beküldve, 2005
