低场诱导液-气界面纳米颗粒组装体自旋玻璃行为和可控各向异性

利用纳米尺度结构单元堆积成具有丰富物理性能的一维(1D)组装体,是材料设计的研究前沿.然而,弱磁场诱导1D阵列的制备及其磁性能机制的揭示仍然具有挑战性.本文采用强度不同的组装场(0/1/3/5/30/50 mT),在二甘醇-空气界面上制备了由无序四氧化三铁纳米立方体组成的低维组装体.随着组装场从0增长到50 mT,环形组装体先变为细长多孔网状,再逐步变为细丝阵列,其中细丝阵列的合成条件为组装场≥3 mT且施加组装场时间t>14 min.通过调控组装场强度可得到自旋玻璃特性和静(动)各向异性~2(3).在弱组装场下磁偶极和无序排列易磁化轴之间相互作用导致自旋玻璃特性,进一步增大组装场将加强磁偶极作用和易磁化轴排列,导致自旋玻璃特性消失和强各向异性.本研究不仅提出了一种制备自旋玻璃和可控各向异性组装体的策略,还为理解低维组装磁相互作用提供了新思路.