Гиротропные среды в технике СВЧ. Малков Н.А. - 6 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

(
)
χ
+
µ
=
µ
1
0
. (1.2)
Вещества, не содержащие магнитных атомов и ионов, называются диамагнетиками. Магнитная вос-
приимчивость диамагнетиков отрицательна и мала по абсолютной величине: =χ 10
–5
…10
–6
. Вещества,
содержащие магнитные атомы и ионы, которые не взаимодействуют между собой, называются пара-
магнетиками. В отсутствие внешнего магнитного поля тепловое движение приводит к хаотической ори-
ентации элементарных магнитных моментов, вследствие чего намагниченность парамагнетика оказыва-
ется равной нулю. Внешнее магнитное поле вносит некоторую упорядоченность в ориентацию магнит-
ных моментов, что приводит к конечным значениям намагниченности. Магнитная восприимчивость па-
рамагнетиков положительна и обратно пропорциональна абсолютной температуре. При комнатной тем-
пературе типичными для парамагнетиков являются значения
≈
χ
10
–2
…10
–5
. Таким образом, как у пара-,
так и у диамагнетиков, намагниченность имеет индуцированный характер.
Существует обширный класс твердых тел, у которых упорядоченность в ориентации магнитных
моментов ионов имеет место в отсутствие внешнего поля. Определяющим фактором здесь является
взаимодействие между соседними магнитными ионами, благодаря чему магнитный момент каждого ио-
на ориентирован не произвольно, а в соответствии с ориентацией магнитных моментов окружающих
его ионов. В результате возникают макроскопических размеров области (домены), в пределах которых
намагниченность имеет конечную величину при
0
=
H . В этих случаях говорят о спонтанной намагни-
ченности, значение которой в пределах каждого домена соответствует намагниченности насыщения при
данной температуре
()
TM
S
. Величина и характер зависимости
(
)
TM
S
определяются типом упорядочен-
ной структуры элементарных магнитных моментов.
Для ферромагнетиков типична параллельная ориентация моментов, обусловленная так называемым
положительным обменным взаимодействием близко расположенных одинаковых магнитных ионов.
Взаимодействие в данном случае является следствием частичного перекрытия электронных оболочек
этих ионов. Тепловые колебания решетки нарушают магнитную упорядоченность. Поэтому максималь-
ное значение
S
M достигается при 0=T . Выше определенной для данного ферромагнетика температуры
энергия обменного взаимодействия становится меньше энергии тепловых колебаний ионов и самопро-
извольное магнитоупорядоченное состояние вещества разрушается. Эта температура носит название
температуры Кюри (
c
T ). При
c
TT > 0=
S
M и ферромагнетик переходит в парамагнитное состояние (рис.
1.2).
Иной тип магнитоупорядоченной структуры реализуется в ферримагнетиках. Этот термин был введен
в 1948 г. Неелем, который заложил основы современных представлений о физике ферримагнетизма. Про-
стейшая модель ферримагнетика представляет собой кристаллическую решетку, в которой магнитные
моменты соседних ионов различны по величине и за счет обменного взаимодействия ориентированы в
противоположных направлениях. Типичным для ферримагнетиков является так называемое косвенное
обменное взаимодействие, осуществляемое путем частичного перекрытия электронных оболочек взаимо-
действующих магнитных ионов с электронной оболочкой расположенного между ними немагнитного ио-
на. Для описания свойств ферримагнетиков используют понятие о взаимодействующих между собой маг-
нитных подрешетках, содержащих магнитные ионы одного сорта. В пределах одной подрешетки магни-
тоупорядоченное состояние соответствует ферромагнитному типу и характеризуется зависимостью
()
TM
j
, аналогичной представленной на рис. 1.2.
Результирующее значение намагниченности насыщения ферримагнетика определяется как геометри-
ческая сумма намагниченностей его подрешеток. Температура, при которой магнитоупорядоченное со-
стояние ферримагнетика разрушается, называется температурой Нееля –
n
T .
В частном случае двухподрешеточной магнитной
структуры, когда намагниченности подрешеток одинаковы по величине и
противоположны по знаку, используют термин ан-
тиферромагнетизм.
Ферриты по магнитным свойствам являются ферримагнетиками.
1.3 СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ФЕРРИТОВ-ШПИНЕЛЕЙ И ФЕРРИТОВ-ГРАНАТОВ
Большинство используемых в современных СВЧ приборах ферритов имеют кристаллическую
структуру шпинели или граната.
Рис. 1.2
0
Т
М
Т
c

Страницы