|
|
Большая Советская Энциклопедия (цитаты)
|
|
|
|
|
Ферромагнитный резонанс | Ферромагнитный резонанс (далее Ф)одна из разновидностей электронного резонанса; проявляется в избирательном поглощении ферромагнетиком энергии электромагнитного поля при частотах, совпадающих с собственными частотами w0 прецессии моментов электронной системы ферромагнитного образца во внутреннем эффективном поле Нэф. Ферромагнитный резонанс в более узком смысле – возбуждение колебаний типа однородной (во всем объеме образца) прецессии вектора намагниченности J (спиновых волн с волновым вектором k = 0), вызываемое СВЧ-полем ^, перпендикулярным постоянному намагничивающему полю 0. Однородный Ферромагнитный резонанс, как и электронный парамагнитный резонанс (ЭПР), может быть обнаружен методами радиоспектроскопии. Поскольку СВЧ-восприимчивость (а следовательно, и поглощение) пропорциональна статической магнитной восприимчивости c0 = Js/0, где Js – намагниченность насыщения ферромагнетика, то при Ферромагнитный резонанс поглощение на несколько порядков больше, чем при ЭПР. Благодаря спонтанной намагниченности ферромагнетика поле Нэф может существенно отличаться от внешнего поля 0 (из-за магнитной анизотропии и размагничивающих эффектов поверхности образца; см. Размагничивающий фактор), обычно Нэф (0 даже при 0 = 0 ("естественный" Ферромагнитный резонанс). Основные характеристики Ферромагнитный резонанс – резонансные частоты, релаксация, форма и ширина линий поглощения, нелинейные эффекты – определяются коллективной многоэлектронной природой ферромагнетизма. Квантовомеханическая теория Ферромагнитный резонанс приводит к тому же выражению для частоты Ферромагнитный резонанс w0, как и классическому рассмотрение w0 = gНэф, где g = gmБ/ – магнитомеханическое отношение, g – фактор спектроскопического расщепления (Ланде множитель), mБ – магнетон Бора,  = h/2p – Планка постоянная. Через Нэф частота w0 зависит от формы образца, от ориентации 0 относительно осей симметрии и от температуры. Наличие доменной структуры в ферромагнетике усложняет Ферромагнитный резонанс, приводя к возможности появления нескольких резонансных пиков.
Обычно имеют дело с неоднородным Ферромагнитный резонанс – возбуждением СВЧ-полем неоднородных типов коллективных колебаний Js (спиновых волн с k ¹ 0), специфичных именно для ферромагнетиков. Существование нескольких типов резонансных колебаний, ветвей Ферромагнитный резонанс (спиновых волн с k ¹ 0), наряду с колебаниями типа однородной прецессии (с k = 0) совершенно меняет характер релаксации и уширения линий поглощения при Ферромагнитный резонанс по сравнению с ЭПР. С квантовомеханической точки зрения процессы релаксации описываются как рассеяние спиновых волн друг на друге, на тепловых колебаниях (фононах) и на электронах проводимости (в металлах). Например, при однородном Ферромагнитный резонанс релаксация проявляется в уширении его линии поглощения на величину Dw0 =  , где t0 – время релаксации, т. е. среднее "время жизни" спиновой волны с k = 0. Ширина линии DН для различных ферромагнетиков меняется в пределах от 0,1 до 103 э. Основную роль в уширении линии играют статические неоднородности: примесные поры, дислокации, мельчайшие шероховатости на поверхности образца. Наиболее узкая линия (с DН = 0,53 э) наблюдалась в монокристалле соединения 3512 – иттриевом феррите со структурой граната. В металлических ферромагнетиках один из главных механизмов уширения линий Ферромагнитный резонанс связан со скин-эффектом: СВЧ-поле из-за вихревых токов становится неоднородным и поэтому возбуждает широкий спектр спиновых волн. Существенную роль в рассеянии спиновых волн в металлических ферромагнетиках играет также взаимодействие волн с электронами проводимости. Ширина наиболее узкой линии Ферромагнитный резонанс в металлических ферромагнетиках по порядку величины составляет 10 э.
Нелинейные эффекты Ферромагнитный резонанс определяются связью между однородной прецессией моментов и неоднородными типами колебаний, которые отсутствуют при ЭПР. Из-за указанной связи при увеличении амплитуды напряженности поля Н^ до некоторой критической величины Н^, кр начинается быстрый (экспоненциальный) рост колебаний с определенными волновыми числами (т. н. нестабильное возбуждение колебаний). Такой пороговый характер нестабильного возбуждения обусловлен тем, что при достижении Н^, кр, некоторые из спиновых волн с k ¹ 0 не успевают получаемую ими (от волн с k = 0) энергию передавать другим спиновым волнам или фононам.
взаимодействия в ферромагнетиках (см. Магнитострикция) могут привести к параметрическому возбуждению нестабильных колебаний решетки (фононов) СВЧ-полем и обратному эффекту – возбуждению спиновых волн СВЧ-полем упругих напряжений (гиперзвуком). Изучение Ферромагнитный резонанс привело к созданию на его основе многих СВЧ-устройств: вентилей и циркуляторов, генераторов, усилителей, параметрических преобразователей частоты и ограничителей мощности.
Впервые на резонансный характер поглощения сантиметровых электромагнитных волн ферромагнетиками указал в 1911–13 В. К. Аркадьев.
Лит.: Фи поведение ферромагнетиков в переменных полях. Сб., пер. с англ., М., 1952; Ферромагнитный резонанс, М., 1961; Гуревич А, Г,, Ферриты на сверхвысоких частотах, М., 1960; его же, резонанс в ферритах и антиферромагнетиках, М,, 1973; Моносов Я. А., Нелинейный ферромагнитный резонанс, М., 1971; Magnetism, A treatise on modern theory and materials, v. , . . – L., 1963.
С. В. Вонсовский.
|
Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска
|
|
 |
 |
 |
|
|
|
Новости 05.11.2024 13:34:33
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
