Магнітоопір нанокарбонових структур, модифікованих NiFe

Заяць, Д., Шпилька, Д., Овсієнко, І., Мацуй, Л. (2024). Magnetoresistance of nanocarbon structure modified by NiFe. Bulletin of Taras Shevchenko National University of Kyiv. Physics and Mathematics, 79(2), 89–95. https://doi.org/10.17721/1812-5409.2024/2.14

В роботі подані результати досліджень магніто-транспортних властивостей нанокарбонових структур, модифікованих по поверхні одночасно частинками перехідних металів нікелю та заліза. Як вихідні для модифікації були обрані два різних типу нанокарбонових структур: графітові нанопластини латеральними розмірами частинок до 10 мкм, отримані розщеплення терморозширенного графіту при декілька годинній обробці його ультразвуком в ацетоні, та багатостінні вуглецеві нанотрубки з діаметром до 40 нм. Модифікація нанокарбону проводилася методом відновлення металу на поверхні нанокарбонового носія з водного розчину нітрату, яким просочувався відповідний карбоновий носій. В результаті модифікації були отримані нанокарбонові структури з рівномірним розподілом частинок металу по поверхні нанокарбонового носія. Сумарна масова концентрація металу на поверхні нанокарбону складала 60%. Проведені дослідження структурно-фазового складу отриманих модифікованих нанокарбонових структур виявили, що на поверхні модифікованого нанокарбону присутні не окремі гранули нікелю та заліза, а частинки сплаву FeNi3.
Для вимірювання опору в магнітному полі об’ємні зразки з порошків модифікованих ГНП та БВНТ у вигляді прямокутних паралелепіпедів були виготовлені методом холодного пресування з використанням в якості зв’язуючого полівінілацетату (25% мас.). Вимірювання магнітоопору проводилися при температурах 293 К та 77 К та при поперечній та повздовжній орієнтації зразка відносно зовнішнього магнітного поля стандартним чотирьохзондовим методом.
Проведені експериментальні дослідження магнітоопору виявили, що для модифікованих шаруватих нанокарбонових структур основний внесок в магнітоопір дають анізотропний магнітоопір, характерний для магнітних металів, та лінійний магнітоопір, який має місце для шаруватих систем з нульовою забороненою зоною та квазілінійним законом дисперсії. Для модифікованих багатостінних вуглецевих нанотрубок БВНТ властивості магнітоопору зумовлюються, в основному, спін-орбітальною взаємодією носіїв заряду з магнітними моментами атомів сплаву-модифікатора.