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Dieter Vollath

Magnetische Eigenschaften von Nanoteilchen, Superparamagnetismus

In der Abbildung sind der Verlauf von Remanenz oder Koerzitivkraft einzelner, isolierter Teilchen als Funktion der Korngröße dargestellt. Größere magnetische Teilchen sind durch Bloch Wände in magnetische Domänen unterteilt. Deshalb sind Remanenz und Koerzitivkraft unabhängig von der Teilchengröße. Reduziert man die Teilchengröße, so kommt man in den Bereich, in dem jedes Teilchen aus nur einer Domäne besteht, daher sind Remanenz und Koerzitivkraft deutlich erhöht. Dieser Bereich wird für die magnetische Datenspeicherung genützt. Superparamagnetismus
Eine weitere Verminderung der Teilchengröße führt zu einem Rückgang von Remanenz und Koerzitivkraft gegen null. Die Lage dieser Stufe hängt jedoch stark von der Zeitkonstante tappl der Anwendung ab. Eine kürzere Zeitkonstante führt zu kleineren Teilchengrößen. Die magnetischen Eigenschaften isolierter Teilchen hängen stark von der Teilchengröße ab. Dieses Phänomen, der Superparamagnetismus, wird beobachtet, wenn die thermische Energie der Teilchen kT größer ist als die der magnetischen Anisotropie KV.