Проведено экспериментальное исследование кооперативных явлений, проявляющих себя на зависимостях намагниченности от поля и температуры, в системе наночастиц железа, расположенных внутри углеродных нанотрубок. Характер температурных зависимостей намагниченности свидетельствует о том, что ферромагнитные частицы Fe внутри углеродных нанотрубок обменно-связаны. На кривых намагничивания в области приближения намагниченности к насыщению впервые обнаружена степенная зависимость ΔМ∼H^-3/2, характерная для одномерной системы обменно-связанных ферромагнитных наночастиц. На рисунке приведены экспериментальные кривые намагничивания исследуемых нанонитей Fe, перестроенные в координатах (ΔM/M_s, Н^-3/2).

Кривые намагничивания наночастиц Fe в углеродных нанотрубках: a) высокополевые участки кривых намагничивания в координатах (ΔM/M_s, H^{- 3/2}) нанотрубок заполненных железом, синтезированных разложением Fe(CO)₅ в электрической дуге (s1); b) - синтезированных термолизом смеси фуллерена C₆₀ с ферроценом (s2). (Синтез образцов осуществлен в ИНХ СО РАН в лаборатории Окотруба А.В.)

1. Исхаков Р.С., Комогорцев С.В., Балаев А.Д., Окотруб А.В., Кудашев А.Г., Кузнецов В.Л., Бутенко Ю.В. Нанонити Fe в углеродных нанотрубках как пример одномерной системы обменно-связанных ферромагнитных наночастиц. Письма в ЖЭТФ. 2003. Т.78, №4. С. 271—275.

Ультрабыстрые твёрдофазные реакции и мартенситные превращения в тонких плёнках.

С классических работ Нобелевского лауреата П.В. Бриджмена известно, что при наложении гидростатического давления с одновременным действием деформации сдвига химические реакции могут проходить во взрывном режиме. В этом случае энергия активации близка к нулю Е_а∼0, и эффективный коэффициент диффузии на 10 - 12 порядков больше коэффициента диффузии в твёрдом состоянии. В зоне реакции при этом не возникает значительного увеличения температуры. Прекращение действия сдвиговых деформаций для многих реакций ведёт к их резкой остановке. Это предполагает, что деформации сдвига играют важную роль в микромеханизмах инициирования и протекания реакций. Решающая роль сдвиговых деформаций в переводе реакции во взрывной режим отмечалась во многих исследованиях. В наших работах впервые обнаружен твёрдофазный синтез, обусловленный мартенситными превращениями, проходящими в продуктах реакции. На основании этих исследований был предложен мартенситный механизм атомного переноса во время твёрдофазных реакций и ультрабыстрого синтеза. Видно, что наносекундное лазерное воздействие в Au/Cd плёночных системах приводит к образованию мартенсита в продуктах реакции (рис. 1).

Рис.1 Лазерный синтез при моноимпульсном наносекундном (10 нс) лазерном воздействии (а); после четырехкратного лазерного облучения (б).

1. Мягков В.Г. Ультрабыстрый твёрдофазный синтез и мартенситные превращения в тонких плёнках. ДАН, 392, №1, (2003).

Работы выполнены при поддержке:

• Гранта ККФН-РФФИ № 02-02-97717 ("Енисей")
• ФЦП "Интеграция": проекты № Б001/850

Лаборатория тонких магнитных пленок