文档介绍：固体的磁性 Magnesium of Solid
引言
磁性材料及固体磁性的历史
原子的磁性
磁性的分类及基本物质方程
交换作用及磁畴
铁磁物质的技术磁化
主要内容
学****提示
重点掌握基本物理概念
理解和掌握交换作用
磁性的分类及基本物质方程
交换作用及磁畴
磁性材料及磁性的研究历史
指南针司马迁《史记》描述黄帝作战用
1086年宋朝沈括《梦溪笔谈》指南针的制造方法等
1119年宋朝朱或《萍洲可谈》磁石罗盘用于航海的记载
最早的著作《De e 》
18世纪奥斯特电流产生磁场
19世纪法拉弟效应在磁场中运动导体产生电流
安培定律
电磁学基础
电动机、发电机等开创现代电气工业
19世纪前
磁性材料及磁性的研究历史
1907年
1919年巴克豪森效应
1928年海森堡模型,用量子力学解释分子场起源
1931年 Bitter在显微镜下直接观察到磁畴
1933年加藤与武井发现含Co的永磁铁氧体
1935年荷兰Snoek发明软磁铁氧体
1935年 Landau和Lifshitz考虑退磁场, 理论上预言了磁畴结构
1946年 Bioembergen发现NMR效应
1948年 Neel建立亚铁磁理论
1957年 RKKY相互作用的建立
1958年 Mössbauer效应的发现
1965年 Mader和Nowick制备了CoP铁磁非晶态合金
1970年 SmCo5稀土永磁材料的发现
1984年 NdFeB稀土永磁材料的发现 Sagawa(佐川)
1986年高温超导体,Bednortz-muller
1988年巨磁电阻GMR的发现,
1994年 CMR庞磁电阻的发现,Jin等LaCaMnO3
1995年隧道磁电阻TMR的发现,
20世纪后
原子的磁性
m
磁矩m:
电子自旋磁矩
电子轨道磁矩
q
角动量
磁矩
若原子只有一个未满壳层电子
j 为电子的总角动量
电子轨道磁矩
电子自旋磁矩
角动量与磁矩
原子的磁性
总自旋角动量:
S=∑si
总轨道角动量:
L=∑li
在一个填满的电子壳层中,电子的轨道磁矩和自旋磁矩为零。
在一个未填满的电子壳层中,电子的轨道和自旋磁矩将形成一个原子总磁矩。
多电子原子的角动量
L
S
?
总角动量J
原子的磁性
原子的有效磁矩及朗德g因子
S
L
J
L
S
J
原子的磁性
轨道角动量冻结的实验现象
在晶场中的3d过渡金属的磁性离子的原子磁矩仅等于电子自旋磁矩,而电子的轨道磁矩没有贡献。此现象称为轨道角动量冻结。
轨道角动量冻结
轨道角动量冻结的物理机制
过渡金属的3d电子轨道暴露在外面,受晶场的控制。晶场的值为102-104(cm-1)大于自旋-轨道耦合能(l)102(cm-1).
晶场对电子轨道的作用是库仑相互作用,因而对电子自旋不起作用。随着3d电子的轨道能级在晶场作用下劈裂,轨道角动量消失。