оверхностного слоя. Так, если поверхностный слой имеет меньшую анизотропию, то он будет пе-ремагничиваться в более слабых полях и облегчать перемагничи-вание всей наночастицы [329]. Зависимость относительной остаточной намагниченности 1J1S (Is — намагниченность насыщения массивного металла) от размера частиц Fe, Со и Ni также проходит через максимум вблизи соответствующих значений dc [ 10].

Понижение намагниченности насыщения при уменьшении размера наночастиц Fe, Ni и Со и ферромагнитных сплавов наблюдали во многих работах [330—337]. Авторы [10, 330—334] рассматривают снижение /,как результат окисления поверхностного слоя металлических наночастиц, тогда как в [335—337] это объясняли непосредственно размерным эффектом.

В работе [337] изучены магнитные свойства сферических частиц железа диаметром 14—100 нм при температурах 4,2—300 К в полях напряженностью до 25 кЭ. Частицы были взвешены в парафине, их объемная концентрация составляла 0,01. Исследование с помощью ядерного гамма-резонанса показало, что частицы железа не окислены. Измерениями коэрцитивной силы частиц разного размера при 4,2, 77 и 300 К обнаружен отчетливый максимум Н, при d ~ 24 нм. По мнению авторов [337], он обусловлен наложением двух процессов — увеличением Н(. при переходе частиц в однодоменное состояние и появлением суперпарамагнетизма у однодоменных частиц при достижении ими критического размера. Намагниченность насыщения Is даже для самых крупных частиц железа (d ~ 98 нм) была меньше таковой массивного железа; при уменьшении размера частиц примерно до 40 нм 7, сначала понижалась, а начиная с d = 35 нм оставалась постоянной. Максимум отношения /,//,. наблюдался для частиц размером 24 нм. Согласно результатам [337], переход частиц железа из ферромагнитного в суперпарамагнитное состояние происходит при размере частиц d<24 нм.

Исследование намагниченности насыщения массивного Ni и нанокристаллического порошка Ni (d = 12, 22 и 100 нм) при 10— 300 К [297] показало, что с уменьшением размера частиц до 12 нм величина /, понижается почти в 2 раза по сравнению с массивным Ni. При температуре ниже 50 К для наночастиц Ni с d< 50 нм петля магнитного гистерезиса была асимметрична. Согласно [297], смещение петли гистерезиса и уменьшение ^связаны с наличием на поверхности частиц никеля оксидной оболочки и обусловлены анизотропией обменного взаимодействия ферромагнитного Ni с антиферромагнитным оксидом NiO, образующим оболочку наночастиц.

В целом единого мнения о причинах изменения намагниченности насыщения ферромагнитных наночастиц нет. В этой связи следует упомянуть результаты исследования компактирован-ного нанокристаллического ис-Ni со средним размером зерна 70—100 нм [185]. Намагниченность насыщения nc-Ni была примерно на 10 % меньше намагниченности крупнозернистого никеля; то же самое наблюдали в CMK-Ni, полученном деформационно-термической обработкой [338]. Для объяснения этого эффекта авторы [186] предположили, что атомы, расположенные вблизи границ зерен, находятся в неравновесном состоянии, динамически более активны, чем атомы в зернах, и образуют зер-нограничную фазу. Отличие магнитных свойств зернограничной фазы от свойств фазы в зерне служит причиной уменьшения намагниченности насыщения CMK-Ni. С учетом этого нельзя исключить, что снижение намагниченности насыщения наночас97

тиц может быть связано не только с окислением поверхности или непосредственно с размерным эффектом, но и с особым состоянием поверхностного слоя изолированных наночастиц или наночастиц в порошках. Вместе с тем наличие развитой поверхности наночастиц само по себе является следствием их малого размера.

В последнее время зависимость коэрцитивной силы от размера наночастиц Fe, № и наночастиц сплава Fe,,<)|Si0(|i, изучали авторы [339, 340]. Нанокристаллические порошки Fe, Ni и сплава Fe,,,,, SiojiijC минимальным размером частиц 8, 12 и 6 нм соответственно были получены размолом в шаровой мельнице в течение 380, 350 и 180 ч. Магнитные измерения показали, что уменьшение размера наночастиц Fe от 80 до 8—10 нм сопровождается увеличением коэрцитивной силы Нс почти в 3 раза. На зависимости Нс от размера частиц n-Ni наблюдался максимум, соответствующий наночастицам диаметром 15—35 нм; при уменьшении размера частиц от 15 до 12 нм Нс резко уменьшалась почти в 5 раз. Намагниченность насыщения /, частиц л-Ni (d = 10 нм) оказалась на 37 % больше, чем /, массивного никеля, но это было связано с появлением в результате размола примеси 15 ат. % Fe. Уменьшение размера наночастиц сплава FeMI Si0(WOT 40 до б нм приводило к росту коэрцитивной силы в 5 раз.

Размерная и температурная зависимости коэрцитивной силы азотированных и оксидированных (окисленных) с поверхности наночастиц Со размером от 15 до 60 нм изучена в [341]. Коэрцитивная сила азотированных и оксидированных частиц Со растет при уменьшении температуры от 240 К и 200 К для частиц размером примерно 10 нм и 30—50 нм соответственно. Наибольшая величина Нс~2кЭ получена при 5 К для наночастиц диаметром 34 нм. Согласно [341],