R - ArchiMeD

40
3 Theoretische Grundlagen
Umkehrfelder, um die Anisotropien, die der Rotation entgegenwirken, zu überwinden.
Daher konnten bei kleinen ferromagnetischen Teilchen vergleichsweise hohe
Koerzitivfeldstärken gemessen werden. Diese Partikel finden aus diesem Grund im
Bereich der Datenspeicherung Anwendung. Wird die Teilchengröße immer mehr
verringert, dann nimmt HC ab, bis man schließlich superparamagnetische Teilchen
erhält. Der Superparamagnetismus wurde 1949 von Néel erstmals beschrieben [115]
und bezeichnet die thermische Energieequilibrierung der Magnetisierung einer Probe
von Ein-Domänen-Nanoteilchen auf einer Zeitskala, die kürzer ist als die des
beobachtenden Experiments. Superparamagnetische Teilchen verhalten sich genauso
wie Paramagneten mit dem Unterschied, daß das magnetische Moment die
Summe der Momente aller Atome des Partikels ist.
Experimentell ist der Superparamagnetismus durch folgende Beobachtungen
charakterisiert [116]: Es gibt keine Hysterese bei der Feldabhängigkeit der
Magnetisierung (siehe dazu Abbildung 3.6 B) und M ist eine universelle Funktion von
H/T, d. h. die Magnetisierungskurven gemessen bei unterschiedlichen Temperaturen
überlagern sich, wenn sie gegen H/T aufgetragen werden.
A
-H C
M
M S
-M R
Abb. 3.6: A Hystereseschleife von ferromagnetischen Stoffen, B Magnetisierung
gegen das angelegte Feld für einen Superparamagneten
Unterhalb einer kritischen Temperatur, der sogenannten „blocking“ Temperatur
TB, verschwindet das superparamagnetische Verhalten und die Teilchen werden
ferromagnetisch, da die Wahrscheinlichkeit für die Umkehrung des magnetischen
Moments durch thermische Aktivierung proportional zu exp(-∆E/kT) ist [4, 111, 117].
3.3.2 Synthese
M R
-M S
H C
Neukurve
H
Die Darstellung von magnetischen Nanopartikeln erfordert wie die Synthese der
Edelmetallkolloide die Unterdrückung der Tendenz der Teilchen zu interpartikulärer
B
M
H