Ферримагнетизм - Ferrimagnetism

Не путать с Ферромагнетизм.
Ферримагнитное упорядочение

В физика, а ферримагнитный материал - это тот, который имеет совокупности атомов с противоположными магнитные моменты, как в антиферромагнетизм; однако в ферримагнетиках противодействующие моменты неравны и спонтанное намагничивание останки.[1] Это происходит, когда популяции состоят из разных материалов или ионы (например, Fe2+ и Fe3+).

Ферримагнетизм демонстрирует ферриты и магнитный гранаты. Самое древнее известное магнитное вещество, магнетит (оксид железа (II, III); Fe3О4), - ферримагнетик; он был первоначально классифицирован как ферромагнетик до Неэль открытие ферримагнетизма и антиферромагнетизма в 1948 году.[2]

Известные ферримагнетики включают: железо-иттриевый гранат (ЖИГ); кубические ферриты, состоящие из оксиды железа с другими элементами, такими как алюминий, кобальт, никель, марганец, и цинк; и гексагональные ферриты, такие как PbFe12О19 и BaFe12О19 и пирротин, Fe1-хС.[3]

Влияние температуры

➀ Ниже точки компенсации намагничивания ферримагнитный материал является магнитным. ➁ В точке компенсации магнитные компоненты компенсируют друг друга, и общий магнитный момент равен нулю. ➂ Над Температура Кюри, материал теряет магнетизм.

Ферримагнетики похожи на ферромагнетики в том, что они обладают спонтанной намагниченностью ниже Температура Кюри и не показывают магнитного порядка ( парамагнитный ) выше этой температуры. Однако иногда бывает температура ниже температура Кюри, при которой два противостоящих момента равны, в результате чего магнитный момент нуля; это называется точка компенсации намагничивания. Эта точка компенсации легко наблюдается в гранаты и редкоземельный –переходный металл сплавы (РЭ-ТМ). Кроме того, ферримагнетики также могут иметь точка компенсации углового момента, при котором сеть угловой момент исчезает. Эта точка компенсации является решающей для достижения высокой скорости. перемагничивание в устройствах магнитной памяти.[4]

Характеристики

Ферримагнетики обладают высокими удельное сопротивление и имеют анизотропный характеристики. В анизотропия фактически индуцируется внешним приложенным полем. Когда это приложенное поле выравнивается с магнитными диполями, оно вызывает чистый магнитный дипольный момент и заставляет магнитные диполи смещаться. прецессия на частоте, контролируемой приложенным полем, называемой Лармор или же частота прецессии. В качестве частного примера микроволновая печь сигнал циркулярно поляризованный в том же направлении, поскольку эта прецессия сильно взаимодействует с магнитные дипольные моменты; когда он поляризован в противоположном направлении, взаимодействие очень низкое. При сильном взаимодействии микроволновый сигнал может проходить через материал. Это свойство направленности используется при создании микроволновых устройств, таких как изоляторы, циркуляторы, и гираторы. Ферримагнетики также используются для производства оптические изоляторы и циркуляторы. Ферримагнитные минералы в различных типах горных пород используются для изучения древних геомагнитных свойств Земли и других планет. Эта область исследований известна как палеомагнетизм.

Молекулярные ферримагнетики

Ферримагнетизм также может возникать в одномолекулярные магниты. Классический пример - додеканоядерный марганец молекула с эффективным вращением S = 10 обусловлено антиферромагнитным взаимодействием на металлических центрах Mn (IV) с металлическими центрами Mn (III) и Mn (II).[5]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Спалдин, Никола А. (2010). «9. Ферримагнетизм». Магнитные материалы: основы и приложения (2-е изд.). Кембридж: Издательство Кембриджского университета. стр.113 –129. ISBN  9780521886697.
  2. ^ Л. Неэль, Propriétées magnétiques des ferrites; Ферримагнетизм и антиферромагнетизм, Annales de Physique (Париж) 3, 137–198 (1948).
  3. ^ Кляйн, К. и Датроу, Б., Минеральные науки, 23-е изд., Wiley, p. 243.
  4. ^ К. Д. Станчу, А. В. Кимел, Ф. Ханстин, А. Цукамото, А. Ито, А. Кирилюк и Т. Расцветка, Сверхбыстрая спиновая динамика через точки компенсации в ферримагнетике GdFeCo: роль компенсации углового момента, Phys. Ред. B 73, 220402 (R) (2006).
  5. ^ Сессоли, Роберта; Цай, Хуэй Лянь; Schake, Ann R .; Ван, Шейи; Винсент, Джон Б.; Фолтинг, Кирстен; Гаттески, Данте; Христу, Джордж; Хендриксон, Дэвид Н. (1993). "Высокоспиновые молекулы: [Mn12О12(O2CR)16(ЧАС2O)4]". Варенье. Chem. Soc. 115 (5): 1804–1816. Дои:10.1021 / ja00058a027.