به اعتقاد پژوهشگران دانشگاه پوردو، جفت شدن بایاس تبادل مغناطیسی میان پوسته و هسته به شدت به – اسپین‌های ساکن – بستگی دارد که در سطح تماس میان دو نانوماده مغناطیسی قرار دارد. جمعیت نسبی چنین اسپین‌هایی می‌تواند از طریق پارامترهای فیزیکی خارجی نظیر قدرت میدان خنک کننده اعمال شده تنظیم شود.
بررسی پیچیدگی در نانوذرات مغناطیسی هسته-پوسته‌ای
به اعتقاد پژوهشگران دانشگاه پوردو، جفت شدن بایاس تبادل مغناطیسی میان پوسته و
هسته به شدت به “اسپین‌های ساکن” بستگی دارد که در سطح تماس میان دو نانوماده
مغناطیسی قرار دارد. جمعیت نسبی چنین اسپین‌هایی می‌تواند از طریق پارامترهای
فیزیکی خارجی نظیر قدرت میدان خنک کننده اعمال شده تنظیم شود.
زمانی که نانوذرات هسته-پوسته‌ای در دمای محیط دچار پیری می‌شوند، یک تغییر پیچیده
در آن اتفاق می‌افتد. زمانی که یک تغییر ساختار بنیادی از حالت نانوساختار
هسته-پوسته‌ای به نانوذرات حاوی حفره در محل تماس اتفاق می‌افتد، افزایش شدیدی در
اسپین ساکن بوجود می‌آید که موجب تاثیر روی خواص مغناطیسی می‌شود.
نانوذرات هسته-پوسته‌ای Fe@Fe3O4 در دمای پایین تبادل بایاس اساسی از خود نشان می‌دهند
که با تراز شدن غیر مستقیم ممنتوم‌ها در سطح تماس پوسته-هسته همراه است. این اسپین‌ها
در حالت تراز مغناطیسی با خنک کننده میدانی به‌صورت ساکن بوده که جدا شدن اتم‌ها در
آن کاملا به دما وابسته است. جمعیت چنین اسپین‌های ساکنی بصورت مستقیم تحت تاثیر
کورسیویتی ( مقاومت یک ماده مغناطیسی در برابر تغییر مغناطیسی) و میدان بایاس تبادل
است که توسط پارامترهای فیزیکی خارجی نظیر قدرت میدان خنک کننده اعمال شده کنترل می‌شود.
با پیر شدن نانوذرات پوسته-هسته‌ای در شرایط محیطی، مغناطیسی شدن به آهستگی کاهش می‌یابد
اما کورسیویتی و میدان بایاس تبادل تغییر محسوسی نمی‌کنند با این حال جمعیت اسپین‌های
ساکن به شدت کاهش می‌یابد. این تغییرات با تغییرات ساختاری از حالت هسته-پوسته با
شکل مشخص به ذرات دارای حفره‌های متعدد همراه است که به اثر کیرکندال مشهور است. با
دو روش میکروسکوپ الکترونی عبوری با قدرت تفکیک بالا و میکروسکوپ الکترونی عبوری با
فیلتر انرژی می‌توان پوسته‌های اکسید شده را مشاهده کرد. افزایش جمعیت اسپین‌های
ساکن با گذشت زمان، عامل اصلی تثبیت بایاس تبادل است این در حالی است که تغییرات
وابسته به اکسیداسیون و تشکیل حفره اتفاق می‌افتد. میدان بایاس تبادل در اثر
اکسیداسیون نانوذرات Fe@Fe3O4 و تبدیل شدن آنها به ذرات زرده- پوسته، بسیار ناچیز
خواهد شد که در این حالت هسته و پوسته به صورت فیزیکی کاملا از هم جدا خواهند شد.
