Сотрудники Лаборатории ядерных реакций Объединённого института ядерных исследований представили результаты исследований характера влияния облучения быстрыми тяжёлыми ионами на суперпарамагнитное состояние наночастиц маггемита.
Работа была выполнена в сотрудничестве с учёными из Будапештского университета (Венгрия), Национального исследовательского ядерного университета МИФИ (Россия), Университета Палацкого (Чехия) и Токийского столичного университета (Япония).
С помощью методов мессбауэровской спектроскопии на ядрах 57Fe и рентгеновской дифракции (XRD) специалисты изучили влияние облучения быстрыми тяжёлыми ионами на подготовленные золь-гель методом наночастицы маггемита. Исследования мессбауэровских спектров необлученного наномаггемита при комнатной температуре показали слабо выраженное магнитное расщепление–характерные спектры релаксации, что обусловлено суперпарамагнитным состоянием наночастиц.
В мессбауэровских спектрах при облучении ионами 132Xe26+ с энергиями 160 и 155 МэВ и флюенсами 5 × 1013 и 1 × 1014 ион/см-2 были обнаружены значительные изменения в форме спектральных линий, что указывает на изменения в суперпарамагнитном состоянии. Анализ рентгеновских дифракторамм облучённых наночастиц маггемита показал значительное увеличение ширины спектральных линий, свидетельствующих об уменьшении размеров кристаллитов маггемита по сравнению с необлученными образцами.
Рентгеновские дифрактограммы (XRD) образцов наномагнетита до облучения (a) и после облучения ионами ксенона с энергией 155 МэВ (b)
В работе международного коллектива учёных представлены результаты исследования радиационно-индуцированных дефектов, а также изменений в размерах частиц и суперпарамагнитном состоянии после облучения.
Статья «Change in superparamagnetic state induced by swift heavy ion irradiation in nano-maghemite» опубликована в журнале Metals. Объединённый институт ядерных исследований в числе авторов представляют начальник сектора ионно-имплантационных нанотехнологий и радиационного материаловедения ЛЯР ОИЯИ Владимир Скуратов и старший научный сотрудник сектора масс-спектрометрии и лазерной спектроскопии тяжёлых нуклидов ЛЯР ОИЯИ Любош Крупа.
Источник: ОИЯИ.