Efectos de tamaño de las propiedades magnéticas de nanopartículas AFM de Cr2O3

D. TOBIA; E. WINKLER; E. DE BIASI; R. D. ZYSLER; M. GRANADA; H. E. TROIANI

Rosario, Santa Fe

Congreso; Reunión anual de la Asiciación Física Argentina; 2009

Las propiedades magnéticas de los óxidos de metales de transición están determinadas por los campos efectivos de anisotropía e intercambio. Cuando el tamaño de estos materiales se reduce a escala nanométrica los campos efectivos dependen de la relación superficie/volumen  [Tobia et al. Phys. Rev. 78, 104412 (2008)]. En este trabajo estudiamos las propiedades magnéticas de nanopartículas  antiferromagnéticas de Cr2O3 cuyos diámetros varían entre 8 -70 nm. La caracterización morfológica y estructural de las muestras las realizamos a partir de experimentos de difracción de rayos X y microscopía electrónica de transmisión y estudiamos las propiedades magnéticas a partir de mediciones de magnetización y resonancia de espín electrónica.Encontramos que al reducir el tamaño la temperatura de Néel  (TN) decrece hasta ~ 270 K respecto de la temperatura de orden en el material macizo (TN-bulk = 307.8 K).  Encontramos que mientras TN decrece cuado el tamaño se reduce, la anisotropía magnética, caracterizada por la constante de anisotropía efectiva K,  muestra un mínimo en d = 30 nm K= 8.7 102 erg/g (Kbulk =3.8 104 erg/g) y luego aumenta para las nanopartículas más pequeñas. Modelamos la evolución de K en función de las contribuciones de la anisotropía magnetocristalina y de superficie en función del tamaño de las nanopartículas.