Các hiện tượng bất trật tự và bất thỏa từ (frustration) sinh ra bởi tính ngẫu
nhiên trong vị trí các hạt và của các trục dị hướng. Trong các hệ hạt nano từ tương
tác mạnh có thể quan sát được các đặc trưng của trạng thái động học không cân
bằng tương tự như với trạng thái thủy tinh spin: các hiệu ứng già hóa, nhớ và hồi
phục (nhưng các hiệu ứng già hóa và hồi phục thường yếu hơn nhiều). Để nghiên cứu các hệ như vậy, người ta thường dùng các kỹ thuật thực nghiệm được phát triển
trong các nghiên cứu thủy tinh spin. Khi xem xét ảnh hưởng của tương tác lưỡng
cực qua các bằng chứng từ độ FC và ZFC người ta nhận thấytương tác này làm
tăng nhiệt độ khóa do hàng rào năng lượng được tăng cường. Ngoài ra, cho các hệ tương tác mạnh với phân bố kích thước hẹp, các tác giả [56] không chỉ quan sát được các trạng thái động học thủy tinh spin mà còn thu được chuyển pha tương tự
trạng thái thủy tinh spin. Trong chất lỏng từ, cường độ tương tác lưỡng cực giữa các
hạt đơn đô men có thể thay đổi khi thay đổi nồng độ hạt. Khi tăng nồng độ hạt từ,
trạng thái từ của hệ có thể thay đổi từ trạng thái siêu thuận từ tới trạng thái tương tự
thủy tinh spin. Sự khác nhau về trạng thái động học của hệ hạt nano từ và trạng thái
thủy tinh spin được giải thích do thời gian hồi phục của mô men từ trong hệ hạt
nano lớn hơn so với spin của nguyên tử. Trạng thái thủy tinh và các đặc trưng của
trạng thái này được trình bày chi tiết trong tài liệu [4].
Các đặc điểm tương tự thủy tinh spin thông thường của hệ hạt nano từ thường được đánh giá qua mô hình chậm tới hạn dựa trên các đường độ cảm từ
xoay chiều phụ thuộc nhiệt độ và tần số [4], [43]. Với nhiệt độ giảm từ pha thuận
từ, sự hồi phục của thủy tinh spin chậm dần (slowing down) dẫn tới sự phân kỳ tại
nhiệt độ chuyển pha, lúc đó hệ chuyển sang trạng thái thủy tinh spin. Bằng cách đo
kết luận trạng thái của hệ có phải là thủy tinh spin thực sự hay không khi làm khớp
số liệu thực nghiệm theo luật chậm tới hạn:
0 T/Tg 1z (1.30) trong đó Tg lànhiệtđộ chuyển pha thủy tinh
spin, tương đương với nhiệt độ TB khi tần
số tiến tới 0, τ0 liên quan đến thời gian hồi
phục của mô men từ cho các hạt riêng biệt, với thủy tinh spin thông thường τ0 ~10-13 s là thời gian thăng giáng spin của nguyên tử;
zν là số mũ động học tới hạn [43]. Nhiệt độ đóng băng Tf tương ứng với một thời gian
hồi phục (hay tương ứng ở một tần số) τ = 1/(2πω) có thể nhận được từ phần thực của độ cảm từ. Thông thường từ các đồ thị log- log của tần số đo f phụ thuộc nhiệt độ rút
gọn (T-Tg)/Tg có thể làm khớp để thu được
các thông số Tg, zν và τ0. Một ví dụ điển (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
hình cho cách làm này được thực hiện bởi
các tác giả [11] cho các mẫu hạt nano
MnFe2O4 được ủ tại các nhiệt độ khác nhau
(xem hình 1.14). Tuy nhiên, các tác giả [43] làm khớp trực tiếp số liệu phần thực của độ
cảm từ phụ thuộc tần số với phương trình (1.30) cũng thu được các thông số Tg, zν và
τ0 (xem hình 1.15).