(curvas) Histéresis magnética de nanopartículas núcleo-capa de Fe @ Fe3O4 a 5 K bajo enfriamiento de campo (+10 kOe). (imágenes en color) Vista en corte (micromagnético) de configuraciones de espín en una nanopartícula de núcleo-capa durante un barrido de campo en condiciones de enfriamiento de campo. Círculos llenos (verde, rojo, y negro) representan momentos magnéticos en el núcleo ferromagnético, cáscara ferrimagnética, e interfaz core-shell, respectivamente. Por simplicidad, cada dominio ferrimagnético en la capa de la cáscara se representa como una red de espín con un momento neto. Las líneas discontinuas delimitan los límites de los dominios cristalinos dentro de la capa de la cáscara, y los círculos abiertos indican espines residuales (no compensados) en la superficie o en los límites del dominio.
El acoplamiento de polarización de intercambio magnético entre el núcleo y la carcasa depende fundamentalmente de los "giros congelados" que residen en la interfaz entre los dos nanomateriales magnéticos diferentes, según los usuarios de la Universidad de Purdue que trabajan con el Grupo de Dispositivos y Materiales Electrónicos y Magnéticos.
La población relativa de tales giros congelados puede ser modulada por parámetros físicos externos, como la fuerza del campo de enfriamiento aplicado y el historial de ciclos de barridos de campo magnético (efecto de entrenamiento).
Se produce un cambio más complejo cuando las nanopartículas de núcleo y capa se envejecen en condiciones ambientales. Junto con la evolución estructural de nanoestructuras de núcleo-capa bien definidas a nanopartículas que contienen múltiples vacíos en la interfaz, hay un aumento significativo en la población de giros congelados, ambos afectan las propiedades magnéticas.
Núcleo-caparazón Fe @ Fe 3 O 4 Las nanopartículas exhiben un sesgo de intercambio sustancial a bajas temperaturas, mediada por momentos alineados unidireccionalmente en la interfaz core-shell. Estos espines se congelan en alineación magnética con enfriamiento de campo y se definen de una manera dependiente de la temperatura.
La población de tales giros congelados tiene un impacto directo tanto en la coercitividad (H C ) y el campo de sesgo de intercambio (H mi ), que están modulados por parámetros físicos externos, como la fuerza del campo de enfriamiento aplicado y el historial de ciclos de barridos de campo magnético (efecto de entrenamiento).
El envejecimiento de las nanopartículas núcleo-capa en condiciones ambientales da como resultado una disminución gradual de la magnetización, pero la retención general de H C y H mi , así como un gran aumento en la población de giros congelados.
Estos cambios van acompañados de una evolución estructural de estructuras núcleo-capa bien definidas a partículas que contienen múltiples vacíos, atribuible al efecto Kirkendall. La microscopía electrónica de transmisión de alta resolución y la energía filtrada indican una mayor oxidación de la capa de la cáscara, pero el núcleo de hierro está notablemente bien conservado.
El aumento de la población de espines congelados con la edad es responsable de la retención general del sesgo de intercambio, a pesar de la formación de huecos y otros cambios dependientes de la oxidación. El campo de sesgo de intercambio se vuelve insignificante tras la oxidación deliberada de Fe @ Fe 3 O 4 nanopartículas en partículas de cáscara de yema, con una separación física casi completa de núcleo y caparazón.
