Физические методы исследования. Часть 1. Бондарев Ю.М - 25 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

25
При температуре Т ниже точки Кюри ферромагнетики обладают самопроизвольной
( спонтанной ) намагниченностью и определённой магнитнокристаллической симметрией . В
точке Кюри интенсивность теплового движения атомов ферромагнетика оказывается
достаточной для разрушения его самопроизвольной намагниченности («магнитного
порядка») и изменения симметрии, в результате ферромагнетик становится парамагнетиком .
Рис.14. Процессы при намагничивании ферромагнетика.
а) Н = 0; б) смещение границ доменов ; в) вращение вектора намагничивания;
г) фазы кривой намагничивания, эффект Баркгаузена
Самый известный пример ферромагнетика - вещество, по которому они получили свое
название, - железо, атомные магнитные моменты которого ниже температуры Кюри (в этом
случае равной T
C
=770°C) выстраиваются в одном направлении, вызывая спонтанную
намагниченность. Однако макроскопической намагниченности при отсутствии поля не
возникает , так как образец самопроизвольно разделяется на области размером около 1 мкм,
называемые доменами , в пределах которых элементарные магнитные моменты направлены
одинаково, но намагниченности разных доменов ориентированы случайно (рис.14-а) и в
среднем компенсируют друг друга.
Антиферромагнетики характеризуются тем , что спиновые магнитные моменты при
температуре антиферромагнитного перехода (температура Нееля T
N
) упорядочиваются так ,
что взаимно компенсируют друг друга. Максимальное значение магнитной восприимчивости
достигается при T
N
, выше которой χ уменьшается по закону Кюри - Вейсса , ниже - вследствие
так называемых обменных взаимодействий. Антиферромагнетиками являются , например ,
FeO, FeS, FeF
2
, CoF
2
, MnO и KNiF
3
.
Если компенсация магнитных моментов неполная, то такие вещества называются
ферримагнетиками , например Fe
2
O
3
и FeCr
2
O
4
. Последние три класса соединений (см . Таб.2.
- ферромагнетики, антиферромагнетики и ферримагнетики) являются твердыми телами и
изучаются в основном физиками .
Сложность атомной структуры веществ, построенных из огромного числа атомов ,
приводит к практически неисчерпаемому разнообразию их магнитных свойств.
В молекуле, содержащей неспаренный электрон , остальные (спаренные) электроны
ослабляют магнитное поле, но вклад каждого из них на два - три порядка меньше. Однако
если мы хотим очень точно измерить магнитные свойства неспаренных электронов, то
должны вводить так называемые диамагнитные поправки, особенно для больших 
                                                25
     П ри температуре Т ни же точк и Кю ри ф ерромагнети к и обладаю т самопрои звольной
(спонтанной ) намагни ченностью и определённой магни тнок ри сталли ческ ой си мметри ей . В
точк е Кю ри и нтенси вность теплового дви жени я атомов ф ерромагнети к а ок азы вается
достаточной для разруш ени я его самопрои звольной намагни ченности («магни тного
порядк а») и и зменени я си мметри и , врезультате ф ерромагнети к станови тся парамагнети к ом.




                      Ри с.14. П роцессы при намагни чи вани и ф ерромагнети к а.
           а) Н = 0; б) смещ ени е грани ц доменов; в) вращ ени е век тора намагни чи вани я;
                        г) ф азы к ри вой намагни чи вани я, э ф ф ек т Барк гаузена

     С амы й и звестны й при мер ф ерромагнети к а - вещ ество, пок оторомуони получи ли свое
названи е, - железо, атомны е магни тны е моменты к оторогони же температуры Кю ри (в этом
случае равной TC=770°C) вы страи ваю тся в одном направлени и , вы зы вая спонтанную
намагни ченность. О днак о мак роск опи ческ ой намагни ченности при отсутстви и поля не
возни к ает, так к ак образец самопрои звольноразделяется на области размером ок оло1 мк м,
назы ваемы е доменами , в пределах к оторы х элементарны е магни тны е моменты направлены
оди нак ово, но намагни ченности разны х доменов ори енти рованы случай но (ри с.14-а) и в
среднем к омпенси рую т друг друга.

      Анти ф ерромагнети к и х арак тери зую тся тем, что спи новы е магни тны е моменты при
температуре анти ф ерромагни тногоперех ода (температура Н ееля TN) упорядочи ваю тся так ,
чтовзаи мнок омпенси рую т друг друга. М ак си мальное значени е магни тной воспри и мчи вости
дости гается при TN, вы ш е к оторой χ уменьш ается позак онуКю ри -В ей сса, ни же- вследстви е
так назы ваемы х обменны х взаи модей стви й . Анти ф ерромагнети к ами являю тся, напри мер,
FeO, FeS, FeF2, CoF2, MnO и KNiF3.
      Е сли к омпенсаци я магни тны х моментов неполная, то так и е вещ ества назы ваю тся
ф ерри магнети к ами , напри мер Fe2O3 и FeCr2O4. П оследни е три к ласса соеди нени й (см. Т аб.2.
- фе рромагн е тики, ан тифе рромагн е тики и фе рримагн е тики) являю тся тверды ми телами и
и зучаю тся восновном ф и зи к ами .
      С ложность атомной струк туры вещ еств, построенны х и з огромного чи сла атомов,
при води т к прак ти ческ и неи счерпаемомуразнообрази ю и х магни тны х свой ств.
      В молек уле, содержащ ей неспаренны й э лек трон, остальны е (спаренны е) элек троны
ослабляю т магни тное поле, но вк лад к аждогои з ни х на два-три порядк а меньш е. О днак о
если мы х оти м очень точно и змери ть магни тны е свой ства неспаренны х элек тронов, то
должны вводи ть так назы ваемы е ди амагни тны е поправк и , особенно для больш и х

Страницы