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Collective Superspin Glass State of Interacting Cobalt Ferrite Nanoparticles

机译：集体超牌玻璃玻璃状玻璃钴铁氧体纳米粒子

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摘要

In this article, magnetic and structural characteristics of CoFe2O4 nanopowders with mean diameter 17.8(4) and 63.7(2.4) nm [denoted as NM(18) and CP(60), respectively] were studied by applying X-ray diffraction method (XRD), transmission electron microscopy (TEM), and vibrating sample magnetometer (VSM). It was established that for NM(18), the nanoparticle size corresponds to one crystallite while CP(60) nanoparticle forms a multi-crystallite system which means certain kind of averaging of magnetic moments. Magnetic analysis was performed according to the ZFC-FC protocol in the temperature range of 10–380 K, and magnetization curves $M(H)$ were recorded at the magnetic field up to 7 T. It was shown that, independently on nanoparticle size distribution, the magnetic response of both nanopowders is mainly determined by superspin glass type interaction of magnetic moments corresponding to a single crystallite. In addition, basic magnetic characteristics such as anisotropy constant $K_{1} =$ (3.9–12.5) $imes 10^{5}$ J/ $ext{m}^{3}$ , anisotropy field $mu _{0}H_{mathrm {A}} = 1.80$ –5.80 T, or magnetic moment per formula unit $mu =3.45$ (5) $mu _{mathrm {B}}$ [for CP(60)] and $mu =3.50$ (5) $mu _{mathrm {B}}$ [for NM(18)] were also determined and discussed.
机译：在本文中，CoFe的磁性和结构特征 2 O. 4 通过施加X射线衍射法（XRD），透射电子显微镜（TEM），研究了平均直径17.8（4）和63.7（2.4）NM [分别表示为NM（18）和CP（60）的NM（60），振动样品磁力计（VSM）。确定为NM（18），纳米颗粒尺寸对应于一种微晶，而CP（60）纳米颗粒形成多晶硅颗粒，这意味着磁矩的某种平均值。根据ZFC-FC方案在10-380 k的温度范围内进行磁性分析，磁化曲线<内联公式XMLNS：MML =“http://www.w3.org/1998/math/mathml”xmlns：xlink =“http://www.w3.org/1999/xlink”> $ m（h）$ 被记录在磁场上至7℃。显示，在纳米粒子尺寸分布上独立地，纳米粉末的磁响应主要由对应于单晶对应的磁矩的超胶玻璃型相互作用。此外，基本磁特性如各向异性常数<内联公式XMLNS：MML =“http://www.w3.org/1998/math/mathml”xmlns：xlink =“http://www.w3.org/1999/xlink”> $ k_ {1} = $ （3.9-12.5）<内联公式XMLNS：MML =“http://www.w3.org/1998/math/mathml”xmlns：xlink =“http://www.w3.org/1999/xlink”> $ times 10 ^ {5} $ J /<内联公式XMLNS：MML =“http://www.w3.org/1998/math/mathml”xmlns：xlink =“http://www.w3.org/1999/xlink”> $ text {m} ^ {3} $ ，各向异性领域<内联公式XMLNS：MML =“http://www.w3.org/1998/math/mathml”xmlns：xlink =“http://www.w3.org/1999/xlink”> $ mu _ {0} h _ { mathrm {a}} = 1.80 $ 每配方单元或磁矩<内联公式XMLNS：MML =“http://www.w3.org/1998/math/mathml”xmlns：xlink =“http://www.w3.org/1999/xlink”> $ mu = 3.45 $ （5）<内联公式XMLNS：MML =“http://www.w3.org/1998/math/mathml”xmlns：xlink =“http://www.w3.org/1999/xlink”> $ mu _ { mathrm {b}} $ [对于CP（60）]和<内联公式XMLNS：MML =“http://www.w3.org/1998/math/mathml”xmlns：xlink =“http://www.w3.org/1999/xlink”> $ mu = 3.50 $ （5）<内联公式XMLNS：MML =“http://www.w3.org/1998/math/mathml”xmlns：xlink =“http://www.w3.org/1999/xlink”> $ mu _ { mathrm {b}} $ [对于NM（18）]也被确定并讨论。

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