📄 معروضة نسخة «بسيط» — «متقدم» غير جاهزة بعد. أضفه إلى المفضّلة للمساعدة في تسريعها. اطلب التحليل الكامل

جسيمات متناهية الصغر أصغر من جزء من مائة من سمك الشعرة يمكن أن تكون مغناطيسات لا تفقد قوتها حتى عند 600 درجة مئوية. هذه الجسيمات بالضبط صُنعت من سبيكة النيكل والحديد والألومنيوم. السبيكة معروفة منذ زمن طويل، لكن تم الحصول عليها في شكل جسيمات نانوية دون قوالب – فقط بخلط محاليل أملاح المعادن.

الخصائص المغناطيسية كانت قوية: عند درجة حرارة منخفضة جدًا، يتصرف كل جسيم مثل 3 مغناطيسات صغيرة منفصلة مصطفة في اتجاه واحد. والأهم – عند التسخين أو التبريد، تغير الجسيمات مغناطيسيتها بشكل ملحوظ. يمكن استخدام هذا التأثير للتبريد دون مبردات: المجال المغناطيسي يجعل الجسيمات تغير درجة حرارتها، مثل الإسفنجة التي تمتص الماء وتطلقه.

ميزة أخرى: الجسيمات لا تحب تغيير اتجاه مغناطيسيتها – يتطلب ذلك جهدًا ملحوظًا. هذه الخاصية تسمى التباين المغناطيسي (magnetic anisotropy). بفضلها، يمكن للجسيمات النانوية تخزين المعلومات: اتجاه مغناطيسية كل جسيم يشبه سهمًا صغيرًا يصعب تدويره بالصدفة.

عند تمرير تيار كهربائي، تزداد مقاومة الجسيمات قليلاً مع انخفاض درجة الحرارة. هذا غير معتاد ويشير إلى أن الاضطراب في ترتيب الذرات يؤثر على حركة الإلكترونات. هذه التفاصيل مهمة للأجهزة الإلكترونية المستقبلية.

إذًا، تجمع الجسيمات النانوية Ni₂FeAl بين مقاومة الحرارة، والمغناطيسية القوية، والقدرة على تغيير درجة الحرارة تحت تأثير المجال. وهذا يجعلها مرشحة للثلاجات المغناطيسية والذاكرة فائقة الكثافة.

الملخص الأصلي

كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2602.01300

We present a comprehensive investigation of structural, magnetic and transport properties of Ni$$_2$$FeAl Heusler alloy nanoparticles (NPs) synthesized via template-less chemical route. The NPs exhibit high saturation magnetization of 3.02 $$\mu_ {\rm B}$$/f.u. at 5~K, large magnetic anisotropy of 0.238 MJ/m$$^3$$, and a Curie temperature of 874~K. Magnetocaloric analysis reveals a magnetic entropy change of 3.1 J.kg$$^{-1}$$K$$^{-1}$$ at 70 kOe. Low-temperature transport measurements show a weak resistivity upturn, following a $$-T^{1/2}$$ dependence, indicative of disorder-enhanced electron-electron interactions. First-principles calculations based on density functional theory yield a magneto-crystalline anisotropy energy of 0.987 MJ/m$$^3$$, consistent with experiment and demonstrate pronounced surface and finite-size effects through comparison of bulk and nanocluster geometries. The combination of high Curie temperature, sizable perpendicular magnetic anisotropy, and moderate spin polarization and magnetic entropy change make the Ni$$_2$$FeAl as promising candidate for various applications.