Ferromágneses rezonancia

A ferromágneses rezonancia  az elektronikus mágneses rezonancia egyik fajtája.

Felfedezési előzmények

A később ferromágneses rezonanciának nevezett jelenségről szóló hipotézist először a leendő akadémikus, Vladimir Arkadiev fogalmazta meg . Ennek alapját az 1911-1913-as kísérletek képezték, amelyek során a centiméteres elektromágneses hullámok ferromágnesek általi abszorpciójának szelektív jellegét figyelte meg . Később, 1923-ban Yakov Dorfman , aki az atomspektrumvonalak mágneses térben történő felhasadását , az úgynevezett Zeeman-effektust vizsgálta, alátámasztotta V. Arkadiev kvantumfizikai megfontolásokon alapuló feltételezését . 1935-ben L. D. Landau és E. M. Lifshitz szovjet fizikusoknak sikerült levezetniük a dinamikus mágneses szuszceptibilitás egyenletét , amely a ferromágneses rezonancia elméletének matematikai alapja lett. 1948-ban az amerikai Charles Kittel ( eng.  S. Kittel ) leírta a ferromágneses rezonancia kapcsolatát a minta alakjával és az anyag mágneses anizotrópiájával . Először 1946-ban fedezte fel kísérletileg a ferromágneses rezonanciát fémekben J.  N. K. Griffiths , ferritekben pedig 1949-ben W. Hewitt ( W. N.  Hewitt ) [1] .

A jelenség leírása

A ferromágneses rezonancia abban nyilvánul meg, hogy a ferromágnes szelektíven elnyeli az elektromágneses mező energiáját olyan frekvenciákon, amelyek egybeesnek a ferromágneses minta elektronikus rendszerének mágneses momentumainak precessziójának sajátfrekvenciájával egy belső effektív mágneses térben. Más szóval, ez a mágnesezési vektor egyenletes precessziójának gerjesztése a minta teljes térfogatában, amelyet egy állandó mágnesező térre merőleges mágneses mikrohullámú tér okoz [2] .

A ferromágneses rezonanciát mágneses rádióspektroszkópiás módszerekkel mutatják ki . Fő jellemzőit - rezonanciafrekvenciák, relaxáció, az abszorpciós vonalak alakja és szélessége, nemlineáris hatások - a ferromágnesesség kollektív sokelektronos jellege határozza meg. Ugyanakkor a doménszerkezet jelenléte a ferromágnesben bonyolítja a folyamatot, ami több rezonanciacsúcs megjelenésének lehetőségéhez vezet, és a mikrohullámú energia rezonáns abszorpciója helyi melegedést okoz.

Egy lapos minta ferromágneses rezonanciájának frekvenciáját párhuzamos külső térben C. Kittel ( eng. S. Kittel ) [3] képletével számítjuk ki :  

,

ahol a ferromágnes mágnesezettsége  a mágneses állandó ( a vákuum permeabilitása ), és a giromágneses arány [4] .

Használat

A ferromágneses rezonancia jelenségének alkalmazása számos mikrohullámú készülék működésének hátterében áll: rezonanciaszelepek , szűrők, parametrikus erősítők, frekvenciaváltók, teljesítménykorlátozók [1] .

Lásd még

Jegyzetek

  1. ↑ 1 2 Ferromágneses rezonancia // Fizikai enciklopédia. 5 kötetben. — M.: Szovjet Enciklopédia. A. M. Prokhorov főszerkesztő . 1988.
  2. ↑ S. V. Vonsovszkij mágnesesség. — M.: Nauka, 1971. — 1033 p.
  3. ↑ Charles Kittel Bevezetés a szilárdtestfizikába (8. kiadás). Wiley. 2004. ISBN 047141526X
  4. ↑ Ferromágneses rezonancia. Cikkgyűjtemény / Szerk. S. V. Vonsovsky. M. (1961). 343 p . Letöltve: 2015. október 30. Az eredetiből archiválva : 2019. december 30.