Магнито-оптические свойства бинарных ферроколлоидов - Пшеничников (Alexander Pshenichnikov), Александр Фёдорович; Лебедев (Aleksandr Lebedev), Александр Владимирович; Лахтина (Ekaterina Lakhtina), Екатерина Владимировна; Степанов (Gennady Stepanov), Геннадий Владимирович (Вестник Пермского университета. Физика, 2017)
В работе реализован новый способ повышения оптической анизотропии ферроколлоида путем введение в него молекул полимера, находящихся в клубковом состоянии, или наноразмерных немагнитных частиц удлиненной формы. Размеры структурных элементов, входящих в такой бинарный коллоидный раствор, малы по сравнению с длиной волны, поэтому ферроколлоид остается оптически однородным. Бинарные ферроколлоиды первого типа получены путем введения в магнитную жидкость (магнетит + керосин + олеиновая кислота) молекул полибутадиена. В этом случае усиление двойного лучепреломления (ДЛП) роисходит за счет деформации и вытягивания полимерных клубков вдоль магнитного поля. В слабых полях обнаружено двукратное усиление сигнала при концентрации полимерных молекул около 0,5%. Дальнейшее увеличение концентрации примесных молекул ослабляет ДЛП вследствие нарушения седиментационной устойчивости раствора и выпадения коллоидных частиц в осадок. Бинарный раствор второго типа синтезирован на основе магнитной жидкости и палочкообразных примесных наночастиц гетита (a-FeOOH). Поперечный размер примесных частиц (10-30 нм) был близок к среднему диаметру однодоменных частиц магнетита, а продольный – на порядок больше. Усиление ДЛП происходит за счет ориентации длинных осей примесных частиц вдоль магнитного поля из-за разницы в “размагничивающих” коэффициентах вдоль и поперек оси частицы. Магнитное двойное лучепреломление исследовано в зависимости от концентрации магнетитовых и примесных частиц и напряженности магнитного поля. Впервые получено экспериментальное подтверждение многократного усиления сигнала ДЛП примесными частицами. В полях (до 10 кА/м) и объемной доле примесных частиц порядка одного процента сигнал ДЛП усиливается более чем на порядок. В более сильных полях добавка к сигналу, связанная с влиянием примесных частиц, достигает насыщения и при дальнейшем увеличении поля практически не меняется, в то время как суммарная анизотропия раствора продолжает увеличиваться за счет ориентации магнетитовых частиц.