Синтезированный в плазме нанокомпозит CoF₂/C/CF/PTFE, полученный из него нанодисперсный Co₃O₄ и их магнитные свойства

В плазме импульсного высоковольтного разряда синтезирован нанокомпозит CoF₂/C/CF/PTFE. Наночастицы CoF₂ распределены в двух размерных диапазонах ~20–100 нм и ~3–10 нм. После прокаливания композита получен нанодисперсный порошок, состоящий из наночастиц Co₃O₄, с таким же распределением частиц по их размерам. Методом СКВИД магнитометрии изучены температурные и полевые зависимости намагниченности образцов в диапазоне 300–2 K. На графиках температурных зависимостей для обоих типов образцов при двух различных температурах происходят пикообразные изменения, отнесенные к переходам наночастиц CoF₂ или Co₃O₄ при понижении температуры в антиферромагнитное состояние. По максимумам пиков оценивалась температура перехода T_N. Существование двух температур перехода объясняется размерными эффектами, с учетом распределения размеров частиц в двух различных диапазонах. При температурах ниже T_N обнаружено смещение петель магнитного гистерезиса в область отрицательных полей, обусловленное АФМ/ФМ взаимодействием ядра и оболочки наночастиц. Для обоих типов образцов имеет место гистерезис температурных зависимостей FC и ZFC. Проявление гистерезиса может быть объяснено в общем случае наличием метастабильного состояния, формирующегося во внешнем магнитном поле при взаимодействии магнитных моментов наночастиц, в данном случае возникающих из-за нескомпенсированности спинов на их поверхности. Сделан вывод, что влияние размеров частиц на величину сдвига температуры перехода в АФМ состояние более значительно в наночастицах CoF₂, чем в наночастицах Co₃O₄.