Cтраница 2
При ТТс магнитные моменты электронов в ферромагнитном образце в основном устанавливаются в одном направлении, если рассматривать их с микроскопической точки зрения. Однако намагниченность макроскопического образца может оказаться значительно ниже намагниченности насыщения. Это объясняется тем, что макроскопический образец ферро - и ферримагнетика состоит из ряда областей, называемых доменами, внутри каждой из которых намагниченность равна намагниченности насыщения; однако направления векторов намагниченности различных доменов могут не совпадать друг с другом и в сумме даже давать нулевую намагниченность образца в целом. При приложении внешнего магнитного поля происходит ориентация намагниченности доменов вдоль поля и рост объема доменов, имеющих выгодную ориентацию. В результате при достаточно большой напряженности намагничивающего поля все домены сливаются в один, и намагниченность становится максимальной. [16]
Магнитные свойства материалов обусловлены внутренними скрытыми формами движения электрических зарядов, представляющими собой элементарные круговые токи. Такими круговыми токами являются: вращение электронов вокруг собственных осей - электронные спины и орбитальное вращение электронов в атомах. Явление ферромагнетизма связано с образованием внутри некоторых материалов ниже определенной температуры ( точки Кюри) таких кристаллических структур, при которых в пределах макроскопических областей, называемых магнитными доменами, электронные спины оказываются ориентированными параллельно друг другу и одинаково направленными. Таким образом, характерным для ферромагнитного состояния вещества является наличие в нем самопроизвольной ( спонтанной) намагниченности без приложения внешнего магнитного поля. Однако, хотя в ферромагнетике и образуются самопроизвольно намагниченные области, но направления магнитных моментов отдельных доменов получаются самыми различными, как это вытекает из закона о минимуме свободной энергии системы. Магнитный поток такого тела во внешнем пространстве будет равен нулю. Возможные размеры доменов для некоторых материалов составляют около 0 001 - 10 мм3 при толщине пограничных слоев между ними в несколько десятков - сотен атомных расстояний. У особо чистых материалов размеры доменов могут быть и больше. Существование доменов удалось показать экспериментально. При очень медленном перемагничивании ферромагнитного образца в телефоне, соединенном через усилитель с катушкой, охватывающей образец, можно различать отдельные щелчки, связанные непосредственно со скачкообразными изменениями индукции. [17]
При намагничивании детали, например, с помощью постоянного магнита с полюсами 5 и N, магнитные силовые линии сосредотачиваются в основном в ферромагнитном материле. В отсутствии дефектов типа нарушения сплошности магнитные силовые линии не изменяют своего направления. В местах расположения дефектов, которые имеют отличную от остального материала изделия магнитную проницаемость, магнитный поток изменит свое направление и частично выйдет за пределы детали, образовав поле рассеяния. Поля рессеяния, на регистрацию которых направлены практически все широко распространенные магнитные методы, существуют как во время приложения внешнего магнитного поля, так и после его снятия, поскольку деталь остается намагниченной путем остаточной индукции. [18]
Удачным примером здесь являются квантовые точки. В результате происходит формирование резонанса, всегда расположенного очень близко к уровню Ферми, что приводит к дополнительному электронному рассеянию ( и тем самым к дополнительному сопротивлению) при очень низких температурах порядка температуры Кондо, Тк. Для квантовой точки, играющей роль примеси и связанной с контактом ( Ng and Lee, 1988; Glazman and Raikh, 1988), тот же самый резонанс Кондо приводит к появлению дополнительного кондактанса, который может достигать унитарного предела 2е2 / / г. Поскольку этот резонанс всегда находится на уровне Ферми, он приводит к сильному увеличению кондактанса во всей кулоновскои долине. При уменьшении ( в подходящем диапазоне) температуры экспериментально наблюдалось поразительное увеличение кондактанса между пиками кулоновскои блокады. Тк заметно увеличивается с уменьшением размеров точки; для того чтобы перевести ее в экспериментально измеримую область, был необходим переход к самым малым доступным размерам. Было экспериментально проанализировано влияние различных внешних воздействии ( помимо температуры), которые могут уменьшить эффект, таких, как ослабление связи с контактом, повышение транспортного напряжения или приложение внешнего магнитного поля. [19]