【摘要】 对纳米粒子中的超顺磁弛豫模型以及弛豫时间精确值的常用近似值的有效性进行了简短回顾。

磁性纳米颗粒的穆斯堡尔谱通常受到超精细磁场方向波动的影响[1]。在非相互作用粒子的样品中，超顺磁弛豫通常会产生由六重态和二重态之和组成的光谱，其面积比与温度有关[2]。这符合超顺磁弛豫时间对颗粒尺寸和温度以及颗粒尺寸分布的指数依赖性[3]。这些特征的另一种解释是从磁有序状态到顺磁状态的一阶磁转变。

 

这种解释似乎不正确，因为当施加相对较小的磁场时，已发现双峰分量会转变为磁分裂分量，因此它不可能是由于顺磁态所致。在其他情况下，磁性纳米粒子的光谱由具有不对称加宽谱线的六重态组成，不存在双峰。有人建议，这种光谱可以通过多级模型来解释，根据该模型，弛豫发生在大量状态之间至少在某些情况下具有不对称加宽谱线的光谱应该通过磁粒子间相互作用对磁波动的影响来解释。

 

对纳米粒子中的超顺磁弛豫模型以及弛豫时间精确值的常用近似值的有效性进行了简短回顾。表明，使用简化的尼尔和布朗模型可能会导致估计参数与精确值相比最多出现一个数量级的偏差。通常，光谱由六重态和二重态的叠加组成，其面积比与温度相关，并且此类光谱通常由超顺磁弛豫的影响来解释。然而，也有人提出，它们可以通过从磁有序状态到顺磁状态的一阶磁转变来解释。这种解释是不正确的，因为它不符合光谱的磁场依赖性。

 

例如，许多穆斯堡尔研究显示磁赤铁矿纳米颗粒的磁分裂光谱具有不对称加宽的谱线。在一些情况下，通过使用内在值约为 1 ns 或更大的非相互作用粒子的多级模型来分析此类光谱。该模型可以对光谱进行相当好的拟合。然而，对颗粒间相互作用可忽略不计的磁赤铁矿纳米颗粒的几项研究表明，短于1 ns。由于这种差异，根据多级模型拟合估计的一些参数可能不正确。

 

纳米颗粒之间的磁相互作用会对弛豫产生重大影响，并且还可能导致穆斯堡尔谱线不对称加宽。建议，一些已经使用非相互作用粒子的多级模型分析的穆斯堡尔谱，应该使用考虑粒子间相互作用对弛豫影响的模型进行分析。

 

[1] S. Mørup, M.F. Hansen and C. Frandsen, in: D. Andrews, G. Scholes, G. Wiederrecht (Eds.), Comprehensive Nanoscience and Technology, vol. 2, Elsevier, 2011, p. 437.

[2] J.L. Dormann, D. Fiorani, E. Tronc, Adv. Chem. Phys. 98 (1997) 283.

[3] X. Battle, A. Labarta, J. Phys. D: Appl. Phys. 35 (2002) R15.

 

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