Известные уже достаточно давно магнитные материалы типа гексаферритов обладают высокими значениями константы магнитной анизотропии и совсем недавно вступили в эпоху ренессанса. Так, в последние годы всё больший интерес привлекают магнитные структурированные материалы на основе однодоменных наночастиц гексаферритов. Наиболее ярким примером является создание IBM и Fuji в 2010 году новой магнитной ленты с рекордно высокой плотностью записи цифровой информации, основу которой составляет тонкая пленка нанодисперсного гексаферрита бария. Кассета с такой лентой способна нести до 35 терабайт информации, что в 44 раза больше, чем магнитная лента последнего, четвертого поколения. Следует отметить, что еще большими перспективами должны обладать материалы на основе гексаферрита стронция, который характеризуется большими значениями магнитной анизотропии и спонтанной намагниченности по сравнению с BaFe12O19. Помимо создания материалов для сверхплотной магнитной записи информации, такие магнитные пленки могут использоваться в качестве элементов микро- и наноэлектромеханических систем и в СВЧ технике.
В настоящее время основной проблемой остается получение устойчивых коллоидных растворов на основе отдельных частиц гексаферрита стронция с максимальной анизотропией формы и большим магнитным моментом. Весьма эффективные подходы к решению этой проблемы рассмотрены в совсем недавней статье молодых ученых факультета наук о материалов МГУ в J. Mater. Chem., в которой авторы использовали гидротермальный синтез для получения «листочков» гексаферрита стронция. Как удалось установить, коллоидные растворы на основе таких пластинчатых наночастиц проявляют сильное изменение оптического пропускания при приложении внешнего магнитного поля. Изменение пропускания может быть вызвано эффектом линейного дихроизма, который связан с различием коэффициентов экстинкции анизотропной частицы вследствие различия деполяризующих факторов. Сильное поглощение должно наблюдаться, когда электрическая компонента E падающего света параллельна длинной оси частицы, слабое поглощение должно соответствовать параллельной ориентации E и короткой оси частицы. В магнитном поле анизотропные частицы ориентируются, что приводит к наблюдаемому магнитооптическому эффекту. Оптический отклик коллоидного раствора на переменное магнитное поле сопровождается периодическим изменением оптического пропускания с удвоенной частотой. Изменение пропускания в 1,5 раза означает, что частицы достаточно быстро ориентируются в магнитном поле и характерное время такого процесса составляет порядка 1 мс. Максимум оптического пропускания соответствует ориентированным в магнитном поле частицам, это происходит при достижении магнитным полем своих экстремальных значений. Минимум пропускания возникает в районе перехода магнитного поля через нулевое значение, когда ансамбль частиц в растворе переходит между двумя состояниями с высокой степенью ориентации частиц. Полученные результаты могут представлять интерес для различных оптических устройств. Каких именно – покажет время...
Статья S.E.Kushnir (ФНМ МГУ), A.I.Gavrilov (ФНМ МГУ), P.E.Kazin (ФНМ, химфак МГУ), A.V. Grigorieva (ФНМ МГУ), Y.D. Tretyakov (ФНМ, химфак МГУ), M.Jansen, Synthesis of colloidal solutions of SrFe12O19 plate-like nanoparticles featuring extraordinary magnetic-field-dependent optical transmission, опубликована в J. Mater. Chem., 2012, 22, 18893–18901. Первый автор статьи - С.Е.Кушнир – закончил аспирантуру факультета наук о материалах и будет защищать диссертационную работу «Синтез и свойства ансамблей магнитотвердых наночастиц гексаферрита стронция и коллоидных растворов на их основе» (диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук) 7 декабря 2012 г.
Работа выполнена при поддержке Программы Развития МГУ им. М.В.Ломоносова.
