Anizotropie magnetică

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 17 aprilie 2021; verificarea necesită 1 editare .

Anizotropia magnetică este dependența proprietăților magnetice ale unui feromagnet de direcția de magnetizare față de axele structurale ale cristalului care îl formează . Este cauzată de interacțiuni relativiste slabe între atomi, cum ar fi spin-orbita și spin-spin [1] .

Formă de energie anizotropie după tipul de cristal

Teoria microscopică

Hamiltonianul și trecerea la teoria macroscopică

Descrierea anizotropiei magnetice în teoria macroscopică a magnetismului se realizează de obicei prin introducerea energiei anizotropiei magnetice. Se poate obține prin hamiltonianul unui sistem de atomi prin metoda perturbației , în care rolul micilor perturbații este jucat de interacțiuni relativiste, dar și forma sa generală poate fi obținută din simetria cristalografică a cristalului [1] .

Hamiltonianul unui sistem de spini , ținând cont de cea mai simplă anizotropie, este de obicei reprezentat sub forma

{\mathcal {H}}_{an}=-\sum _{n}{\mathcal {J}}_{k}S_{n}^{k}S_{n+\delta }^{k }-{\frac {1}{2}}\sum _{n}[{\mathcal {K}}_{1}(S_{n}^{1})^{2}+{\mathcal {K } }}_{2}(S_{n}^{1})^{2}],

unde indicele n enumerează spinii din rețeaua cristalină, străbate cei mai apropiati vecini ai spinului a n- a S n , iar indicele corespunde coordonatelor carteziene dreptunghiulare x , y și z . Prima sumă din această expresie este pusă în corespondență cu așa-numita anizotropie de schimb, iar a doua cu cea monoionică. Coeficienții și determinați contribuția fiecăruia dintre ei de-a lungul axei corespunzătoare. Anizotropia de schimb este de obicei destul de mică și joacă rolul unui mic adaos la interacțiunea de schimb hamiltoniană . Pentru feromagneți , această adunare este de obicei scrisă ca suma produselor scalare ale spinilor vecini: $\delta$ $k=1,2,3$ ${\mathcal {J}}_{k}$ ${\mathcal {K}}_{k}$

{\mathcal {H}}=-J\sum _{n}S_{n}^{k}S_{n+\delta }^{k}.

Se postulează că este posibil să se treacă la energia unui magnet prin înlocuirea operatorului de spin cu o valoare egală cu momentul magnetic pentru un loc al rețelei cristaline , unde a este constanta rețelei , este magnetonul Bohr , M s . este magnetizarea de saturație și este vectorul unitar codirecțional la magnetizare și expansiunea magnetizării într- o serie Taylor în apropierea site-ului rețelei [2] . Dependența densității totale de energie a unui magnet de termenii anizotropi poate fi reprezentată ca $\mathbf {S}$ $-{\frac {a^{3}}{2\mu _{B}}}M_{s}\mathbf {m} (\mathbf {r} _{n})$ $\mu _{B}$ $\mathbf {m}$

w=A\left(\nabla m_{i}\right)^{2}2-K_{1}m_{x}^{2}-K_{3}m_{z}^{2}.

Note

↑ 1 2 Landau L. D., Lifshits E. M. Electrodynamics of continuous media / Revised. E. M. Lifshitz și L. P. Pitaevsky. - Ed. a II-a. - M . : Nauka, 1982. - T. VIII. - S. 200. - 624 p. - (Fizica teoretica). - 40.000 de exemplare.
↑ Kosevich A. M., Ivanov B. A., Kovalev A. S. Nonlinear waves of magnetization. solitoni dinamici și topologici. - K . : Naukova Dumka, 1983. - S. 9-11. — 192 p.

Anizotropie magnetică

Formă de energie anizotropie după tipul de cristal

Teoria microscopică

Hamiltonianul și trecerea la teoria macroscopică

Note

Link -uri