Cтраница 2
В случае ферромагнетиков наличие спонтанного макроскопического магнитного момента однозначно свидетельствует о магнитном упорядочении, а в случае антиферромагнетиков, у которых спонтанный магнитный момент отсутствует, нужны более непосредственные доказательства магнитного упорядочения. Экспериментальные данные о теплоемкости и магнитных свойствах хорошо объясняются, если представить магнитную структуру антиферромагнетика как суперпозицию вставленных друг в друга ферромагнитных подрешеток. Однако такое представление долго существовало лишь как весьма вероятная гипотеза. Благодаря отсутствию заряда у нейтрона и наличию у него магнитного момента взаимодействие нейтронов с электронной оболочкой ионов, образующих кристалл, имеет магнитную природу. Интенсивность рассеяния нейтронов, обусловленная магнитным взаимодействием, оказывается сравнимой с интенсивностью их рассеяния на ядрах. Однако поскольку условия запрета для дифракционных пиков, соответствующих ядерному и магнитному рассеянию, различны, переход в магни-тоупорядоченное состояние может сопровождаться появлением новых пиков на нейтронограммах. В том же случае, когда период магнитной ячейки отличается от периода химической, появление дополнительных пиков на нейтронограммах магнитоупоря-доченного кристалла очевидно. [16]
В предыдущих расчетах не учитывалось влияние формы образца, а для ферромагнетиков она имеет большое значение, так как из-за наличия большого спонтанного магнитного момента у ферромагнетиков истинное поле внутри образца может значительно отличаться от внешнего. [17]
Для ферромагнетиков характерны зависимости магнитной проницаемости от внешнего магнитного поля и предыстории образца, а также существование температуры, выше которой вещество переходит в парамагнитное состояние с нулевым спонтанным магнитным моментом. [18]
Несмотря на относительно малую величину энергии магнитной анизотропии, она играет существенную роль, так; как именно в результате ее существования в кристалле устанавливается вполне определенное направление спонтанного магнитного момента М ферромагнетика - направление, соответствующее минимуму энергии магнитной анизотропии. Это направление называется направлением легкого намагничения, а направление, в котором энергия анизотропии максимальна, - направлением Тяжелого намагничения. В кристалле кобальта, например, гексагональная ось представляет собой направление легкого намагничения. Направления пространственных диагоналей ( [111] и др.) представляют собой, направления тяжелого намагничения. В кристаллах никеля, относящегося также к кубической симметрии, направлениями легкого намагничения являются диагонали квадратных граней куба. [19]
С релятивистскими взаимодействиями связано явление, которое наблюдается в антиферромагнитных кристаллах с определенной симметрией и которое заключается в том, что эти кристаллы, несмотря на антиферромагнитный в целом характер магнитного упорядочения, обладают спонтанным магнитным моментом. Наблюдаемый магнитный момент составляет по величине 10 - 3 - 10 - 2 часть от момента подрешеток. [20]
![]() |
Структура упорядоченного медно-цинкового сплава. [21] |
Хотя фазовый переход второго рода более плавный, чем фазовой переход первого рода, и это утверждение можно сформулировать строго ( оно демонстрируется на рис. 16), но сам переход iBce равно содержит скачок - появляется нечто, чего не было: спонтанный магнитный момент ферромагнетика, или плотность сверхтекучей компоненты в гелии, или что-нибудь иное. Внешнее проявление сложности фазового перехода второго рода состоит в том, что ряд физических характеристик тела в точке перехода обращается в бесконечность ( различные восприимчивости, теплоемкость и др.) и аномально возрастает роль флуктуации в движении атомных частиц. [22]
Магнитные моменты атомов ориентированы параллельно. При этом спонтанный магнитный момент при температурах ниже точки Кюри максимален. Вещества, в которых осуществляется ферромагнитное упорядочение, называются ферромагнетиками. [23]
С существованием спонтанного магнитного момента таких веществ связано большое число интересных и полезных особенностей. [24]
Точно так же, как существуют атомы и молекулы с постоянными электрическими моментами, имеются атомы и молекулы, обладающие магнитными моментами. Аналогично, ряд материалов обладает спонтанным магнитным моментом. Другими словами, поведение различных веществ в магнитном поле в значительной степени подобно поведению диэлектриков в электрическом поле. В силу этого при изучении магнитных явлений часто проводятся соответствующие аналогии с диэлектрическими явлениями. [25]
Феррптовые материалы, или просто ферриты, применяемые в СВЧ диапазоне, являются ферримагнетиками - магнитоупорядоченным кристаллическим веществом с большим спонтанным магнитным моментом. Упорядоченность атомной магнитной структуры обусловлена наличием у атомов кристалла магнитного момента и так называемым обменным взаимодействием атомов, имеющим электростатическую природу. Магнитный момент атомов определяется в основном спиновыми магнитными моментами электронов. Обменное взаимодействие представляет собой проявление квантовых эффектов. Упорядочение элементарных магнитных моментов имеет антиферромагнитный характер. Это означает, что магнитные моменты подре-шеток, входящих в кристаллическую решетку феррита, ориентированы антипараллельно. [27]
![]() |
Температурная зависимость модулей магнитоэлектрического эффекта а [. [28] |
Более сложным и наиболее представительным классом много-подрешеточных магнитных кристаллов при сравнении с антиферромагнетиками и слабыми ферромагнетиками являются ферримагне-тики. По характеру взаимодействия, приводящего к магнитному упорядочению, они аналогичны антиферромагнетикам - отрицательное обменное взаимодействие приводит к антипараллельной ориентации подрешеток. По величине возникшего спонтанного магнитного момента они аналогичны ферромагнетикам - намагниченности подрешеток настолько отличаются друг от друга, что, вообще говоря, результирующий магнитный момент сопоставим по величине с магнитным моментом каждой из подрешеток. [29]
Строго говоря, предыдущие два параграфа - отступление от нашей основной темы, так как посвящены не природе ферромагнетизма, а свойствам реальных образцов конечных размеров. Нам предстоит узнать, как зависит от температуры спонтанный магнитный момент ферромагнетика при низкой температуре - вблизи абсолютного нуля. [30]