Введение
1. Магнитные наноструктуры и геометрическая фрустрация 12
1.1. Магнитные конфигурации в одиночных наночастицах 12
1.2. Упорядоченные массивы наночастиц 21
1.3. Двумерные связные периодические наноструктуры 25
1.4. Трехмерные наноструктуры 26
1.5. Спиновый лед 29
1.5.1. Атомный спиновый лед 30
1.5.2. Двумерный искусственный спиновый лед 32
1.6. Инвертированные опалы на основе ферромагнитных материалов 37
2. Экспериментальные методы исследования инвертированных опалов, микромагнитное моделирование 42
2.1. Синтез инвертированных опалов (ИО) 42
2.2. SQUID магнитометрия 44
2.3. Техники малоуглового рассеяния 45
2.3.1. Малоугловое рассеяния рентгеновского излучения (SAXS) 45
2.3.2. Метод малоуглового рассеяния рентгеновского излучения в скользящей геометрии (GISAXS) 47
2.3.3. Малоугловое рассеяние нейтронов (SANS) 49
2.4. Магнитно-силовая микроскопия 50
2.5. Микромагнитное моделирование 51
2.5.1. Свободная энергия ферромагнетика, уравнения движения 51
2.5.2. Метод решения уравнения ЛЛГ, параметры материалов 55
3. Микромагнитное моделирование распределения намагниченности в инвертированных опалах на основе никеля и кобальта 58
3.1. Структура элементарной ячейки ИО 59
3.2. Распределение намагниченности в ИО во внешнем магнитном поле, приложенном вдоль направления ГЦК структуры 63
3.3. Возникновение неколлинеарной компоненты намагниченности при приложении поля вдоль направления 69
3.4. Зависимость магнитных свойств ИО от величины деформации сфер исходного коллоидного кристалла 73
3.5. Основные выводы 78
4. Интерпретация данных SQUID магнитометрии и малоуглового рассеяния нейтронов 79
4.1. Сравнение результатов моделирования и данных SQUID магнитометрии 80
4.1.1. Приложение внешнего магнитного поля вдоль направления 80
4.1.2. Приложение внешнего магнитного поля вдоль направления 82
4.2. Интерпретация экспериментов по малоугловому рассеянию нейтронов (SANS) 84
4.2.1. Приложение внешнего магнитного поля вдоль направления [111] 87
4.2.2. Приложение внешнего магнитного поля вдоль направления [121] 88
4.2.3. Приложение внешнего магнитного поля вдоль направления [100] 93
