სუპერპარამაგნიტური გაზის ნანონაწილაკების მაგნიტური ანიზოტროპიის განსაზღვრა თერმოდინამიკური ხერხით

ავტორი: სიმონ ჩჰკჰაიდზე
თანაავტორები: ა.უგულავა, გ.მჭედლიშვილი, მ.ვერულაშვილი
საკვანძო სიტყვები: სუპერპარამაგნეტიზმი, მაგნიტური ნანონაწილაკები, ნანონაწილაკები
ანოტაცია:

ფერომაგნიტური მასალების ზომების შემცირებისას დაახლოებით ერთი დომენის ზომამდე, რომელიც სხვადასხვა ნიმუშისათვის შეიძლება 25 ნმ-ს აღწევდეს, მიიღება მაგნიტური ნაწილაკი (ნანონაწილაკი), რომლის მაგნიტური მახასიათებლები (კიურის ტემპერატურა, კოერციტიული ძალა, მაგნიტური ანიზოტროპია) მნიშვნელოვნად განსხვავდება მასიური ნიმუშის შესაბამისი მახასიათებლებისაგან. ასეთი მაგნიტური ნანონაწილაკების, ერთმანეთთან არაურთიერთქმედი, მაკროსკოპული ერთობა ქმნის სუპერპარამაგნიტურ გაზს, ანუ სუპერპარამაგნეტიკს. სუპერპარამაგნეტიკი ჩვეულებრივი კლასიკური (ლანჟევენისეული) პარამაგნეტიკისაგან ძირითადად ორი რამით განსხვავდება. პირველი ის გახლავთ, რომ ჩვეულებრივი პარამაგნიტური გაზის შემადგენელი ნაწილაკების მაგნიტური მომენტი რიცხობრივად რამდენიმე ბორიის მაგნეტონის ტოლია, მაშინ როდესაც, სუპერპარამაგნიტური გაზის შემადგენელი ნაწილაკები მილიონობით ატომს შეიცავს, რომლებიც თავის მხრივ ნანონაწილაკში ფერომაგნიტულად მოწესრიგებულ მდგომარეობას ქმნიან და რომელთა მაგნიტური მომენტი შეიძლება მილიონობით ბორის მაგნეტონს აღწევდეს. მეორე განმასხვავებელი ნიშანი ის გახლავთ,რომ ფერომაგნიტური წესრიგისთვის დამახასიათებელი ანიზოტროპიის ენერგია,რომელიც ნანოზომზებზე კიდევ უფრო ეფექტურია, გასათვალისწინებელი ხდება სუპერპარამაგნეტიკების შესწავლისას. შეგახსენებთ, რომ ჩვეულებრივ პარამაგნეტიკებში ანიზოტროპიის ენერგია აპრიორი არ არსებიბს. როგორც ცნობილია ნივთიერების სითბოტევადობა ექსპერიმენტულად მოსახერხებელ გასაზომ სიდიდედ ითვლება. მეორეს მხრივ იგი შეიძლება დაკავშირებული იქნას მიკროსკოპულ სიდიდეებთან, და, ამგვარად მათი განსაზღვრის მნიშვნელოვან საშუალებად შეიძლება ჩაითვალოს. მაგალითად,თავის დროზე ამგვარი მეთოდით დასაბუთებული იყო მრავალატომიან მოლეკულებში ატომთა ტორსიალური რხევრბის არსებობა. ჩვენი პროექტის მიზანია შემუშავებულ იქნას მარტივი ალგორითმი, რომელიც საშუალებას მოგვცემს დავუკავშიროთ სუპერპარამაგნეტის სითბოტევადობა ნანონაწილაკთა მაგნიტური ანიზოტროპიის კოეფიციენტს. შემდეგ კი, სითბოტევადობის ეკსპერიმენტული გაზომვით, საუალება მოგვცემა განვსაზღვროთ მაგნიტური ანიზოტროპიის კოეფიციენტი. ჩვენი პროექტი აგრეთვე მიზნად ისახავს დამაგნიტების თეორიის შემუშავებას ანიზოტროპიის ენერგიის გათვალისწინებით. ამ მხრივ მოსალოდნელი შედეგი არის ის, რომ დამაგნიტების მრუდი რაოდენობრივად საგრძნობლად იქნება განსხვავებული ლანჟევენისეული კლასიკური პარამაგნეტიკის დამაგნიტების მრუდისაგან.