Магнитные нанокомпозитные материалы

Нанокомпозитные полимерные материалы, обладающие магнитными свойствами, в настоящее время интенсивно изучаются. Перспективными считаются гранулированные нанокомпозитные структуры, состоящие из магнитных гранул, внедренных в немагнитную полимерную матрицу, а также композиты, состоящие из чередующихся магнитных и немагнитных слоев нанометровых размеров. В таких структурах наблюдаются уникальные физические эффекты, в том числе эффект гигантского магнитного сопротивления.

Использование полимерных матриц в качестве стабилизаторов позволяет получать различные материалы, обладающие, помимо свойств, содержащихся в них наноструктур, специфическими свойствами полимеров (низкая электропроводность, химическая энертность, оптическая прозрачность, легкость, простота обработки и т. д.). Это и делает такие материалы перспективными для использования [9].

Для магнитных композитных полимерных материалов, содержащих НРЧ металлов, необходимым является определенное содержание магнитных включений в немагнитной матрице. При температурах выше блокировочных ансамбль однодоменных частиц с малой концентрацией m, как правило, проявляет суперпарамагнитные свойства. При увеличении содержания магнитной компоненты происходит структурная перестройка материала от суперпарамагнитного к ферромагнитному состоянию. Для области значений m, характеризующей такой переход, принято название порога перколяции — mпор. Концентрационное значение mпор определяется геометрическими особенностями композита — толщиной диэлектрического барьера, при которой возможно туннелирование поляризованных электронов между соседними магнитными гранулами. Именно в этой области наблюдаются такие эффекты, как гигантское магнитное сопротивление, изменение механизма электронной проводимости и др. [10].