Rezonanță feromagnetică

Rezonanța feromagnetică  este una dintre varietățile de rezonanță magnetică electronică.

Istoricul descoperirilor

Ipoteza despre fenomen, numită mai târziu rezonanță feromagnetică, a fost exprimată pentru prima dată de viitorul academician Vladimir Arkadiev . Baza au fost experimentele din 1911-1913, în timpul cărora a observat natura selectivă a absorbției undelor electromagnetice centimetrice de către feromagneți . Mai târziu, în 1923, Yakov Dorfman , investigând împărțirea liniilor spectrelor atomice într-un câmp magnetic , așa-numitul efect Zeeman , a fundamentat presupunerea lui V. Arkadiev, bazată pe considerații ale fizicii cuantice . În 1935, fizicienii sovietici L. D. Landau și E. M. Lifshitz au reușit să obțină ecuația susceptibilității magnetice dinamice , care a devenit baza matematică pentru teoria rezonanței feromagnetice. În 1948, americanul Charles Kittel ( ing.  S. Kittel ) a descris relația dintre rezonanța feromagnetică cu forma probei și anizotropia magnetică a materialului. Pentru prima dată, în 1946, rezonanța feromagnetică în metale a fost descoperită experimental de J.  N. K. Griffiths , iar în ferite, în 1949, de W. Hewitt ( W. N.  Hewitt ) [ 1] .

Descrierea fenomenului

Rezonanța feromagnetică se manifestă prin absorbția selectivă a energiei câmpului electromagnetic de către un feromagnet la frecvențe care coincid cu frecvențele naturale ale precesiunii momentelor magnetice ale sistemului electronic al unei probe feromagnetice într-un câmp magnetic efectiv intern. Sau, cu alte cuvinte, este excitația în întreg volumul probei de oscilații a unei precesii uniforme a vectorului de magnetizare cauzată de un câmp de microunde magnetic perpendicular pe un câmp de magnetizare constant [2] .

Rezonanța feromagnetică este detectată prin metodele de spectroscopie radio magnetică . Principalele sale caracteristici - frecvențele de rezonanță, relaxarea, forma și lățimea liniilor de absorbție, efectele neliniare - sunt determinate de natura colectivă cu mulți electroni a feromagnetismului. În același timp, prezența unei structuri de domeniu într-un feromagnet complică procesul, ducând la posibilitatea apariției mai multor vârfuri rezonante, iar absorbția rezonantă a energiei cu microunde determină încălzirea locală a acestuia.

Frecvența rezonanței feromagnetice a unei probe plate într-un câmp extern paralel este calculată prin formula lui C. Kittel ( ing. S. Kittel ) [3] :  

,

unde magnetizarea unui feromagnet  este constanta magnetică (permeabilitatea vidului ) și raportul giromagnetic [4] .

Utilizare

Utilizarea fenomenului de rezonanță feromagnetică stă la baza funcționării multor dispozitive cu microunde: supape rezonante , filtre, amplificatoare parametrice, convertoare de frecvență, limitatoare de putere [1] .

Vezi și

Note

  1. ↑ 1 2 Rezonanță feromagnetică // Enciclopedie fizică. În 5 volume. — M.: Enciclopedia sovietică. Redactor-șef A. M. Prohorov . 1988.
  2. ↑ S.V. Vonsovsky Magnetism. — M.: Nauka, 1971. — 1033 p.
  3. ↑ Charles Kittel Introducere în fizica stării solide (ed. a 8-a). Wiley. 2004. ISBN 047141526X
  4. ↑ Rezonanța ferromagnetică. Culegere de articole / Ed. S. V. Vonsovsky. M. (1961). 343 p . Consultat la 30 octombrie 2015. Arhivat din original la 30 decembrie 2019.