Соседняя спина

Cтраница 3

Обменные силы убывают с расстоянием быстрее, чем магнитные силы взаимодействия между соседними спинами. Поэтому, начиная с некоторого расстояния, магнитные силы взаимодействия между соседними спинами начинают превышать обменные силы. Этим и объясняется, что спонтанно намагниченные области имеют малые размеры. [31]

Спектр протонного магнитного резонанса этилового спирта. [32]

Интегральные интенсивности пропорциональны числу резонирующих ядер в данной группе. При достаточном разрешении сигналы расщепляются на компоненты тонкой структуры, которые обусловлены взаимодействием с соседними спинами через связующие электроны. [33]

Здесь ради простоты принято, что обменный интеграл / одинаков для всех пар ионов; сумма берется но всем парам соседних атомов. При решении макроскопических задач в расчет принимаются чаще всего лишь медленные пространственные изменения ориентации спиновых моментов, при которых угол ф - - между соседними спинами мал. [34]

Рассмотрим форму линии, обусловленную диполь-ди-польным взаимодействием в жесткой решетке, на основе принципа независимых уширений. Пусть в единице объема твердого тела имеется N центров, расположенных случайным образом, но расстояние между ними г Го. Произвольно выбранный спин взаимодействует с N-ImN соседними спинами, образуя как бы N пар. [35]

Отсюда следует, что доменной границе можно приписать некоторую конечную толщину, величина которой опять-таки определяется из условия термодинамического равновесия. Вместе с тем возрастает и энергия анизотропии, поскольку вектор намагниченности отклоняется от направления легкого намагничивания. В то время как обменные силы стремятся уменьшить угол между соседними спинами и тем самым увеличить толщину границы, анизотропия, напротив, стремится уменьшить ее толщину и уменьшить число спинов, отклонившихся от легкого направления. Фактическая толщина границы определяется компромиссом между двумя взаимно противоположными тенденциями. [36]

Когда выстраивание спинов в одном направлении происходит в достаточно протяженной области образца ( домене), в нем возникает сильное намагничение, которое остается и после выключения внешнего поля, - состояние, называемое ферромагнитной фазой. Высокие значения температуры перехода объясняют, почему постоянные магниты обычно изготовляют из этих веществ. В ряде веществ может происходить переход в антиферромагнитную фазу, где соседние спины выстраиваются в противоположных направлениях, что приводит к сильному ослаблению спинового парамагнетизма. Температура перехода в такое состояние называется точкой Нееля. Известным, но не единственным примером такого вещества является NiO. [37]

В литературе эти значения часто называют классическими показателями или показателями среднего поля. Они не обнаруживают хорошего согласия с показателями, приведенными в табл. 1.2 и 1.3. Однако, учитывая то, как мало было в нее вложено предположений о механизме фазового превращения, эта теория исключительно удачная. Она показывает, что причиной ненулевой намагниченности ниже критической температуры служит поле, создаваемое соседними спинами. Более того, благодаря ее простоте и той ясно видимой роли, которую играют параметры порядка, теорию среднего поля легко обобщить так, чтобы она описывала критические точки других типов. Другими словами, теория среднего поля предсказывает полную универсальность показателей. [38]

Это означает, что мы не будем рассматривать линии с мультиплетной структурой); HL - часть гамильтониана, которая не содержит спиновых переменных, а зависит только от координат и импульсов всех частиц системы и называется гамильтонианом решетки. В HSL входят как спиновые, так и решеточные переменные, поэтому HSL называется гамильтонианом спин-решеточного взаимодействия. Среди различных видов спин-решеточного взаимодействия в полимерах важнее всего магнитное ди-поль-дипольное взаимодействие спинов, которое происходит от того, что каждый магнитный момент создает вокруг себя магнитное поле, которое действует на соседние спины. [39]

Совокупность этих условий имеется у атомов группы железа, которые являются наиболее яркими представителями ферромагнитных веществ. Чаще, однако, указанные довольно жесткие условия не выполняются и обменный интеграл оказывается отрицательным. В этом случае обменное взаимодействие электронов незаполненных оболочек приводит к другому основному состоянию. Именно, в основном состоянии соседние спины оказываются антипараллельными и спонтанное намагничение отсутствует. [40]

В этом случае можно считать, что шум является белым, т.е. содержит все частоты ( Мотнул я до Ш / ( точнее, частоты, для которых W 7ГоГ) и, кроме того, интенсивность шумов на всех этих частотах одинакова. Однако для биологических молекул это условие не всегда выполнимо. Это связано с тем, что все процессы, происходящие по механизму Т - релаксации ( за счет изменения ориентации спина при переходе из одного энергетического состояния в другое), сопровождающиеся передачей или поглощением энергии в результате взаимодействия спина с решеткой, всегда нарушают фазовую когерентность между соседними спинами, и это приводит к возникновению еще одного канала релаксации по механизму Т2 - релаксации. [41]

Существует еще один вид магнитных материалов, открытых совсем недавно - это члены семейства со структурой ортосили-катов, называемых гранатами. Это тоже кристаллы, в решетке которых содержатся два сорта металлических атомов; здесь мы снова сталкиваемся с ситуацией, когда оба сорта атомов можно заменять почти по желанию. Среди множества интересующих нас составов есть один, который обладает ферромагнетизмом. В структуре граната он содержит атомы иттрия и железа и причина его ферромагнетизма весьма любопытна. Здесь снова по квантовой механике соседние спины противоположны, так что это опять замкнутая система спинов, в которой электронные спины ионов железа направлены в одну сторону, а электронные спины ионов иттрия - в противоположную. Но атомы иттрия очень сложны. В их магнитный момент большой вклад вносит орбитальное движение электронов. Вклад орбитального движения для иттрия противоположен вкладу спина, и, кроме того, он больше его. Таким образом, хотя квантовая механика, опираясь на свой принцип запрета, стремится направить спины ионов иттрия противоположно спинам ионов железа, результирующий магнитный момент иттрия в результате орбитального эффекта оказывается параллельным спинам ионов железа. И соединение работает как настоящий ферромагнетик. [42]

Константу Т называют продольным временем релаксации [11]; она характеризует время, необходимое для передачи энергии от спиновой системы к решетке. В этот момент будет иметься перпендикулярная полю компонента намагничивания, равная ( п - rcj) fig. Однако в действительности они не изолированы, а взаимодействуют друг с другом. Поле, действующее на данный спин, равно не Но. Но б, где б - результирующее поле, обусловленное соседними спинами. Поскольку некоторые спины прецессируют вокруг направления поля быстрее других, мгновенная компонента намагничивания, перпендикулярная полю, в конечном счете станет равной нулю. [43]

Вследствие этого подобное спиновое отклонение не локализовано, а переходит в кристалле от одного узла решетки к другому. Если бы не принимались в расчет никакие корреляционные эффекты, обусловленные обменными силами, действующими между соседними ионами, то спиновое отклонение могло бы перескакивать от атома к атому совершенно случайным образом. Тогда вероятность его появления в данный момент в определенном месте совершенно не зависела бы от того, где оно было локализовано перед этим. В действительности же перевернутый спин связан обменными силами со спинами соседних атомов. Под действием этих сил перевернутый спин, наглядно говоря, принимает правильное положение, тогда как соседние спины, наоборот, отклоняются из правильного положения. [44]

Строго параллельная ориентация спинов в ферромагнетике наблюдается лишь при ОК. Такое расположение спинов соответствует минимуму энергии. Результирующая намагниченность при этом равна намагниченности насыщения J. С повышением температуры ферромагнетика его энергия возрастает за счет появления перевернутых спинов. В отличие от основного состояния ( при 70 К) состояние с перевернутым спином является возбужденным. Если соседние спины связаны взаимодействием вида (10.45), то поворот в обратную сторону одного спина требует затрат дополнительной энергии A. Другими словами, из-за обменного взаимодействия состояние с перевернутым магнитным моментом в одном из узлов решетки является энергетически невыгодным. Соседние спины стремятся возвратить перевернутый спин в исходное положение. Обменное взаимодействие приводит при этом к тому, что соседний спин переворачивается сам. По кристаллу пробегает волна переворотов спинов. [45]

Страницы: 1 2 3 4