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Bad neighbour, good neighbour: how magnetic dipole interactions between soft and hard ferrimagnetic nanoparticles affect macroscopic magnetic properties in ferrofluids

Authors :
Vincent Dupuis
Yohan Guyodo
Philippe Sainctavit
Véronica Gavrilov
Niéli Daffé
Jovana Zečević
Kalliopi N. Trohidou
Claire Carvallo
Dario Taverna
Nadejda Bouldi
M. Vasilakaki
Amélie Juhin
Marcin Sikora
Sophie Neveu
Fadi Choueikani
Mauro Rovezzi
Johannes D. Meeldijk
Institut de minéralogie, de physique des matériaux et de cosmochimie (IMPMC)
Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR206-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Synchrotron SOLEIL (SSOLEIL)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
PHysicochimie des Electrolytes et Nanosystèmes InterfaciauX (PHENIX)
Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Utrecht University [Utrecht]
National Center for Scientific Research 'Demokritos' (NCSR)
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Université Grenoble Alpes (UGA)
Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-IPG PARIS-Université de La Réunion (UR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)
Institut de Chimie du CNRS (INC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
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Toulouse Biotechnology Institute (TBI)
Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
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Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
ANR-11-IDEX-0004,SUPER,Sorbonne Universités à Paris pour l'Enseignement et la Recherche(2011)
European Project: 731976,Magenta
Minéralogie et magnétisme de basses dimensionnalités [IMPMC] (IMPMC_MIMABADI)
Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR206-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR206-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Météo-France
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Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP (UMR_7154))
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de La Réunion (UR)-Institut de Physique du Globe de Paris (IPG Paris)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)
Source :
Nanoscale, Nanoscale, Royal Society of Chemistry, 2020, 12 (20), pp.11222-11231. ⟨10.1039/D0NR02023K⟩, Nanoscale, Royal Society of Chemistry, 2020, 12 (20), pp.11222-11231. ⟨10.1039/d0nr02023k⟩, Nanoscale, 2020, 12 (20), pp.11222-11231. ⟨10.1039/d0nr02023k⟩
Publication Year :
2020
Publisher :
HAL CCSD, 2020.

Abstract

International audience; Fluids responding to magnetic fields (ferrofluids) offer a scene with no equivalent in nature to explore long-range magnetic dipole interactions. Here, we studied the very original class of binary ferrofluids, embedding soft and hard ferrimagnetic nanoparticles. We used a combination of x-ray magnetic spectroscopy measurements supported by multi-scale experimental techniques and Monte-Carlo simulations to unveil the origin of the emergent macroscopic magnetic properties of the binary mixture. We found that the association of soft and hard magnetic nanoparticles in the fluid has a considerable influence on their inherent magnetic properties. While the ferrofluid remains in a single phase, magnetic interactions at the nanoscale between both types of particles induce a modification of their respective coercive fields. By connecting the microscopic properties of binary ferrofluids containing small particles, our findings lay the groundwork for the manipulation of magnetic interactions between particles at the nanometer scale in magnetic liquids.

Details

Language :
English
ISSN :
20403364 and 20403372
Database :
OpenAIRE
Journal :
Nanoscale, Nanoscale, Royal Society of Chemistry, 2020, 12 (20), pp.11222-11231. ⟨10.1039/D0NR02023K⟩, Nanoscale, Royal Society of Chemistry, 2020, 12 (20), pp.11222-11231. ⟨10.1039/d0nr02023k⟩, Nanoscale, 2020, 12 (20), pp.11222-11231. ⟨10.1039/d0nr02023k⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....385c22292e3f04f6f997459fbca420bb