Головна

   Велика Радянська Енциклопедія

Феромагнітний резонанс

   
 

Феромагнітний резонанс, одна з різновидів електронного магнітного резонансу; проявляється у виборчому поглинанні феромагнетиком енергії електромагнітного поля при частотах, що збігаються з власними частотами w 0 прецесії магнітних моментів електронної системи феромагнітного зразка у внутрішньому ефективному магнітному полі Н еф. Ф. р. в більш вузькому сенсі = збудження коливань типу однорідної (у всьому обсязі зразка) прецесії вектора намагніченості J ( спінових хвиль з хвильовим вектором k = 0), що викликається магнітним СВЧ-полем H^, перпендикулярним постійному намагнічує полю H0. Однорідний Ф. р., Як і електронний парамагнітний резонанс (ЕПР), може бути виявлений методами магнітної радіоспектроскопії . Оскільки магнітна СВЧ-сприйнятливість (а отже, і поглинання) пропорційна статичної магнітної сприйнятливості c0 = Js / H 0, де Js = намагніченість насичення феромагнетика, то при Ф. р. поглинання на кілька порядків більше, ніж при ЕПР. Завдяки спонтанної намагніченості феромагнетика поле Н еф може істотно відрізнятися від зовнішнього поля H0 (через магнітної анізотропії і розмагнічуючих ефектів поверхні зразка; см. Розмагнічуючий фактор ), зазвичай Н еф (0 навіть при H0 = 0 ("природний" Ф. р.). Основні характеристики Ф. р. = резонансні частоти, релаксація, форма і ширина ліній поглинання, нелінійні ефекти = визначаються колективної багатоелектронної природою феромагнетизму . Квантовомеханічна теорія Ф. р. призводить до того ж висловом для частоти Ф. р.. w 0, як і класичному розгляд w 0 = g Н еф , де g = g mБ/ = магнітомеханічне відношення , g = фактор спектроскопічного розщеплення ( Ланде множник ), mБ = магнетон Бора, = h / 2p = Планка постійна . Через Н еф частота w 0 залежить від форми зразка, від орієнтації H0 щодо осей симетрії кристала і від температури. Наявність доменної структури в ферромагнетике ускладнює Ф. р.., приводячи до можливості появи декількох резонансних піків.

Зазвичай мають справу з неоднорідним Ф. р.. = збудженням магнітним СВЧ-полем неоднорідних типів колективних коливань Js (спінових хвиль з k ? 0), специфічних саме для феромагнетиків. Існування декількох типів резонансних коливань, гілок Ф. р. (спінових хвиль з k ? 0), поряд з коливаннями типу однорідної прецесії (з k = 0) абсолютно змінює характер магнітної релаксації і розширення ліній поглинання при Ф. р. порівняно з ЕПР. З квантовомеханічною точки зору процеси релаксації описуються як розсіювання спінових хвиль один на одному, на теплових коливаннях ( фононах ) і на електронах провідності (у металах). Наприклад, при однорідному Ф. р.. релаксація проявляється в розширенні його лінії поглинання на величину Dw 0 = , де t 0 = час релаксації, т. е. середнє "час життя" спінової хвилі з k = 0 . Ширина лінії D Н для різних феромагнетиків міняється в межах від 0,1 до 10 3 э. Основну роль в розширенні лінії грають статичні неоднорідності: домішкові атоми, пори, дислокації , найдрібніші шорсткості на поверхні зразка. Найбільш вузька лінія (з D Н = 0,53 э) спостерігалася в монокристалі з'єднання Y 3 Fe 5O 12 = ітрієвому феррите зі структурою граната. У металевих феромагнетиках один з головних механізмів розширення ліній Ф. р.. пов'язаний зі скін-ефектом : СВЧ-поле через вихрових струмів стає неоднорідним і тому збуджує широкий спектр спінових хвиль. Істотну роль в розсіянні спінових хвиль у металевих феромагнетиках грає також взаємодія хвиль з електронами провідності. Ширина найбільш вузькій лінії Ф. р. в металевих феромагнетиках по порядку величини складає 10 э.

Нелінійні ефекти Ф. р.. визначаються зв'язком між однорідною прецессией магнітних моментів і неоднорідними типами коливань, які відсутні при ЕПР. Через зазначеної зв'язку при збільшенні амплітуди напруженості магнітного поля Н^ до деякої критичної величини Н ^, кр починається швидкий (експонентний) зростання коливань з певними хвильовими числами (т. н. нестабільне збудження коливань). Такий пороговий характер нестабільного збудження обумовлений тим, що при досягненні Н ^, кр , деякі з спінових хвиль з k ? 0 не встигають отримувану ними (від хвиль з k = 0) енергію передавати іншим спіновим хвилях або фононам.

Магнитоупругие взаємодії в феромагнетиках (див. Магнітострикція ) можуть привести до параметричного збудженню нестабільних коливань кристалічної решітки (фононів) магнітним СВЧ-полем і зворотного ефекту = збудженню спінових хвиль НВЧ-полем пружних напруг ( гіперзвуком ). Вивчення Ф. р. призвело до створення на його основі багатьох СВЧ-пристроїв: вентилів і циркуляторов, генераторів, підсилювачів, параметричних перетворювачів частоти і обмежувачів потужності.

Вперше на резонансний характер поглинання сантиметрових електромагнітних хвиль феромагнетиками вказав у 1911 = 13 В. К. Аркадьєв .

© Літ.: Феромагнітний резонанс і поведінку феромагнетиків в змінних магнітних полях. СБ, пров. з англ., М., 1952; Феромагнітний резонанс, М., 1961; Гуревич А, Г,, Ферити на надвисоких частотах, М., 1960, його ж, Магнітний резонанс в ферритах і антиферомагнетиках, М,, 1973; Моносов Я. А., Нелінійний феромагнітний резонанс, М., 1971; Magnetism, A treatise on modern theory and materials, v. I, NY = L., 1963.

© С. В. Вонсовський.





Виберіть першу букву в назві статті:

а б в г д е ё ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ы э ю я

Повний політерний каталог статей


 

Алфавітний каталог статей

  а б в г д е ё ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ы э ю я
 


 
© 2014-2022  vre.pp.ua