Учёные получили новое понимание «ядра» наночастиц
Исследовательская группа из Национального института стандартов и технологий (NIST), пытаясь решить одну загадку о наночастицах на основе оксида железа, столкнулась с другой. Их открытие может дать нанотехнологам новый полезный инструмент.
Речь идёт о сферах магнетита (Fe3O4) размером 9 нм, которые имеют потенциал для улучшенных систем хранения данных и биомедицинских применений, например, для гипертермии при лечении рака. Ключом ко всем применениям является понимание того, как частицы взаимодействуют друг с другом на расстоянии.
Было известно, что крупный образец магнетита имеет больший магнитный момент, чем эквивалентная масса наночастиц, но причина оставалась неясной. Команда решила исследовать частицы с помощью пучков низкоэнергетических нейтронов.
Применяя магнитное поле к нанокристаллам, учёные обнаружили неожиданную сложность:
- Внутреннее ядро частицы диаметром 7 нм ориентируется вдоль полюсов поля.
- Внешняя оболочка толщиной 1 нм также намагничивается, но её момент направлен под прямым углом к моменту ядра.
Различие между оболочкой и ядром существует только при наличии магнитного поля. Оболочки соседних частиц влияют друг на друга: в одной локальной группе их моменты выстраиваются в одном направлении, а в другой группе — в ином.
Это открытие меняет представление о взаимодействии частиц в системах хранения данных. Возможность управлять этим эффектом, например, изменяя температуру, позволила бы включать и выключать его, что полезно для практических применений.