Ferromagnetisk resonans

Ferromagnetisk resonans er en af varianterne af elektronisk magnetisk resonans.

Opdagelseshistorie

Hypotesen om fænomenet, senere kaldet ferromagnetisk resonans, blev først udtrykt af den fremtidige akademiker Vladimir Arkadiev . Grundlaget var eksperimenterne fra 1911-1913, hvor han observerede den selektive karakter af absorptionen af centimeter elektromagnetiske bølger af ferromagneter . Senere, i 1923, undersøgte Yakov Dorfman , der undersøgte spaltningen af linjer af atomspektre i et magnetfelt , den såkaldte Zeeman-effekt , V. Arkadievs antagelse, baseret på overvejelser om kvantefysik . I 1935 lykkedes det sovjetiske fysikere L. D. Landau og E. M. Lifshitz at udlede ligningen for dynamisk magnetisk modtagelighed , som blev det matematiske grundlag for teorien om ferromagnetisk resonans. I 1948 beskrev amerikaneren Charles Kittel ( eng. S. Kittel ) forholdet mellem ferromagnetisk resonans og prøvens form og materialets magnetiske anisotropi . For første gang, i 1946, blev ferromagnetisk resonans i metaller opdaget eksperimentelt af J. N. K. Griffiths , og i ferritter, i 1949, af W. Hewitt ( W. N. Hewitt ) [1] .

Beskrivelse af fænomenet

Ferromagnetisk resonans manifesterer sig i den selektive absorption af elektromagnetisk feltenergi af en ferromagnet ved frekvenser, der falder sammen med de naturlige frekvenser af præcession af magnetiske momenter i det elektroniske system af en ferromagnetisk prøve i et internt effektivt magnetfelt. Eller med andre ord, det er excitationen i hele volumen af prøven af svingninger af en ensartet præcession af magnetiseringsvektoren forårsaget af et magnetisk mikrobølgefelt vinkelret på et konstant magnetiseringsfelt [2] .

Ferromagnetisk resonans detekteres ved metoderne til magnetisk radiospektroskopi . Dens hovedkarakteristika - resonansfrekvenser, afslapning, formen og bredden af absorptionslinjer, ikke-lineære effekter - bestemmes af ferromagnetismens kollektive mange-elektron-karakter. Samtidig komplicerer tilstedeværelsen af en domænestruktur i en ferromagnet processen, hvilket fører til muligheden for forekomsten af flere resonanttoppe, og resonansabsorptionen af mikrobølgeenergi forårsager dens lokale opvarmning.

Frekvensen af ferromagnetisk resonans af en flad prøve i et parallelt eksternt felt beregnes ved formlen for C. Kittel ( eng. S. Kittel ) [3] : $B$

$f={\frac {\gamma }{2\pi }}{\sqrt {B(B+\mu _{0}M)))$ ,

hvor magnetiseringen af en ferromagnet er den magnetiske konstant (permeabiliteten af vakuumet ), og det gyromagnetiske forhold [4] . $M$ $\mu _{{0}}$ $\gamma$

Brug

Brugen af fænomenet ferromagnetisk resonans ligger til grund for driften af mange mikrobølgeenheder: resonansventiler , filtre, parametriske forstærkere, frekvensomformere, effektbegrænsere [1] .

Se også

Noter

↑ 1 2 Ferromagnetisk resonans // Physical Encyclopedia. I 5 bind. — M.: Sovjetisk Encyklopædi. Chefredaktør A. M. Prokhorov . 1988.
↑ S.V. Vonsovsky- magnetisme. — M.: Nauka, 1971. — 1033 s.
↑ Charles Kittel Introduktion til faststoffysik (8. udgave). Wiley. 2004. ISBN 047141526X
↑ Ferromagnetisk resonans. Artikelsamling / Udg. S. V. Vonsovsky. M. (1961). 343 s . Hentet 30. oktober 2015. Arkiveret fra originalen 30. december 2019. (ubestemt)