ФЕРРИМАГНЕТИЗМ


магнитоупорядоченное состояние в-ва, в к-ром магн. моменты атомных носителей магнетизма образуют неск. подрешёток магнитных с магн. моментами Mi, направленными навстречу друг другу или имеющими более сложную пространств. ориентацию; отличная от нуля векторная сумма намагниченностей подрешёток определяет самопроизвольную намагниченность в-ва Js. Обычно подрешётки различаются тем, что содержат ионы иной валентности или ионы другого металла. Простейшая модель ферримагнитной упорядоченности в-ва показана на рис. 1. Ф. устанавливается при темп-рах Т ниже критич. темп-ры Кюри q (см. КЮРИ ТОЧКА). В-ва, в к-рых установился ферримагнитный порядок, наз. ферримагнетиками.
ФЕРРИМАГНЕТИЗМ фото №1
Рис. 1. Схематическое изображение ферримагнитного упорядочения линейной цепочки магн. ионов разных сортов с элементарными магн. моментами m1 и m2. М1 = Nm1 и М2=Nm2— магнитные моменты 1-й и 2-й подрешёток (N — число ионов данного сорта в единице объёма). Суммарная намагниченность J=M1-М2.
Ф. можно рассматривать как наиболее общий случай магн. упорядоченного состояния. С этой точки зрения ферромагнетизм есть частный случай Ф., когда в в-ве имеется только одна подрешётка, антиферромагнетизм — частный случай Ф., когда все подрешётки состоят из одинаковых магн. ионов и Js=0. Термин «ферримагнетизм» был введён франц.физиком Л. Неелем (1948) и происходит от слова феррит — названия большого класса окислов переходных элементов, в к-рых это явление было впервые обнаружено. Часто термином Ф. называют совокупность физ. св-в в-в в указанном выше состоянии.
Магн. подрешётки ферримагнетиков образованы магн. моментами ионов элементов с незаполненной (d- или f-) электронной оболочкой, обладающей собств. магн. моментом. Между ионами разл. подрешёток существует отрицательное обменное взаимодействие, стремящееся установить их магн. моменты антипараллельно. Как правило, это взаимодействие явл. косвенным обменным взаимодействием, при к-ром отсутствует прямое перекрытие волновых функций магн. ионов. Учёт перекрытия волновых функций диамагнитных анионов (F-, O2-, S2-, Se2-) с волновыми функциями магн. катионов переходных металлов (напр., Fe3+ или Mn2+ ) приводит к возможности обменного взаимодействия через виртуальные, возбуждённые состояния. Простейшая схема такого взаимодействия показана на рис. 2. В основном состоянии (a) 2р-оболочка иона кислорода полностью заполнена и, несмотря на перекрытие волновых функций (р-орбиталей O2-и d-орбиталей Fe3+), обменное взаимодействие отсутствует. В возбуждённом состоянии (б) один из р-электронов кислорода переходит на 3d-оболочку иона железа. По правилу Хунда, перейти должен тот электрон, спин к-рого антипараллелен спинам электронов в наполовину заполненной оболочке иона Fe3+ . Оставшийся на 2р-оболочке электрон за счёт отрицательного обменного взаимодействия ориентирует спины электронов соседнего иона железа так, как показано на рис. 2.
ФЕРРИМАГНЕТИЗМ фото №2
Рис. 2. Схема, иллюстрирующая косвенное обменное взаимодействие в системе Fe3+—О2-—Fe3+ : a — основное состояние; б — возбуждённое состояние.
В результате возникает косвенное обменное антиферромагнитное взаимодействие между катионами железа; Изложенная схема относится лишь к одной из возможных моделей косвенного обмена. Существуют и др., более сложные модели. Интенсивность косвенного взаимодействия растёт с увеличением перекрытия электронных оболочек анионов и катионов, т. е. с усилением ковалентной связи. Т. к. ковалентные связи не явл. центрально симметричными, то и косвенное обменное взаимодействие достигает часто макс. значения, когда три взаимодействующих иона не находятся на одной прямой.
При высоких темп-рах, когда энергия теплового движения много больше обменной энергии, в-во обладает парамагн. св-вами (см. ПАРАМАГНЕТИЗМ). Температурная зависимость магнитной восприимчивости парамагнетиков, в к-рых при низких темп-рах возникает Ф., обладает характерными особенностями, показанными на рис. 3. Величина, обратная восприимчивости, у таких в-в следует Кюри — Вейса закону с отрицат. константой q=D при высоких темп-рах, а при понижении темп-ры Т эта величина круто спадает, стремясь к нулю при T®q.
ФЕРРИМАГНЕТИЗМ фото №3
Рис. 3. Температурная зависимость величины, обратной магн. восприимчивости, 1/c: 1 — парамагнетика с c=С/Т; 2 — ферромагнетика с c=С/(Т-q); 3 — антиферромагнетика с c=С/(T+q); 4 — ферримагнетика.
В Кюри точке q, когда энергия обменного взаимодействия становится равной энергии теплового движения в в-ве, возникает ферримагн. упорядоченность. В большинстве случаев переход в упорядоченное состояние является фазовым переходом II рода и сопровождается характерными аномалиями темплоёмкости, линейного расширения, гальваномагнитных и др. св-в.
Возникающая ферримагн. упорядоченность атомных магн. моментов описывается определённой магн. структурой, т. е. разбиением кристалла на магн. подрешётки, величиной и направлением векторов намагниченностей подрешёток. Магн. структура может быть определена методами нейтронографии. Образование той или иной магн. структуры зависит от крист. структуры в-ва и соотношения величин обменных взаимодействий между разл. магн. ионами. Обменное взаимодействие определяет только ориентацию векторов намагниченности подрешёток друг относительно друга. Др. их параметр — ориентация относительно осей кристалла — определяется энергией магнитной анизотропии, к-рая на неск. порядков меньше обменной энергии.
Существование в ферримагнетике нескольких разл. подрешёток приводит к более сложной температурной зависимости спонтанной намагниченности J, чем в обычном ферромагнетике. Это связано с тем, что зависимости J(T) для подрешёток могут различаться (рис. 4). В результате самопроизвольная намагниченность, являющаяся в простейшем случае разностью намагниченностей двух подрешёток, с ростом темп-ры от абс. нуля может: 1) убывать монотонно (рис. 4, а), как в обычном ферромагнетике; 2) возрастать при низких темп-рах т в дальнейшем проходить через максимум (рис. 4, б); 3) обращаться в нуль при нек-рой фиксированной темп-ре qк. Темп-ру qк наз. точкой компенсации. При T?qк самопроизвольная намагниченность отлична от нуля.
Впервые теоретич. описание св-в ферримагнетиков было дано Л. Неелем (1948) в рамках теории молекулярного поля. Оказалось, что теория молекулярного поля может объяснить гораздо больше св-в ферримагнетиков, чем металлич. ферромагнетиков (значение величины Js при Т=0, закон Кюри — Вейса при T>q и др.). К ферримагнетикам применима также и теория спиновых волн. В согласии с этой теорией намагниченность многих ферримагнетиков при низких темп-рах следует закону Блоха:
Js=Js0(1-aТ3/2),
где а — константа, Js0— значение Js при Т=0.
Магн. теплоёмкость ферримагнетиков растёт по закону=T3/2.
Ферримагнетики в не очень сильных магн. полях (много меньше обменных) ведут себя так же, как ферромагнетики (см. ФЕРРОМАГНЕТИЗМ), т. к. такие магн. поля не изменяют магн. структуры. В отсутствие поля они разбиваются на домены, имеют характерную намагничивания кривую С насыщением и гистерезисом. В них наблюдается магнитострикция. В ферримагнетиках с неколлинеарными магн. структурами при доступных эксперименту значениях магн. поля насыщение обычно не наблюдается.
ФЕРРИМАГНЕТИЗМ фото №4
Рис. 4. Различные типы температурной зависимости намагниченности подрешёток (M1 и M2) и спонтанной намагниченности (J) для ферримагнетика с двумя магн. подрешётками.
Особыми магн. св-вами ферримагнетики обладают вблизи точки компенсации. В самой точке компенсации магн. св-ва ферримагнетика подобны св-вам антиферромагнетика. В магн. полях, больших поля опрокидывания (для кубич. решётки =1 кЭ), магн. моменты подрешёток устанавливаются перпендикулярно полю и намагничивание происходит путём скашивания подрешёток в направлении поля. В непосредственной окрестности qк поведение ферримагнетика оказывается более сложным. Но и здесь также слабые магн. поля вызывают взаимный скос и опрокидывание подрешёток. Вдали от точки компенсации такие изменения магн. структуры происходят в сильных (порядка обменных) полях.
Огромное большинство ферримагнетиков явл. диэлектриками или полупроводниками. С этим связаны возложности их практич. применения в ВЧ- и СВЧ-устройствах, т. к. в них ничтожно малы потери на вихревые токи в переменных эл.-магн. полях даже очень высокой частоты (см. ФЕРРИМАГНЕТИК, ФЕРРИТЫ).

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия..1983.

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ

-магнитоупорядоченное состояние вещества, сочетающее свойства ферромагнетизма и антиферромагнетизма; в более общем смысле - совокупность физ. свойств вещества в этом состоянии. Магн. структура в состоянии Ф. определяется взаимной ориентацией векторов намагниченности Мi магнитных подрешё-ток. Самопроизвольная намагниченность М в отсутствие внеш. магн. поля определяется векторной суммой SMi ; в общем случае в состоянии Ф. ФЕРРИМАГНЕТИЗМ фото №5 Вещества, в к-рых при темп-pax ниже Кюри точки Т C устанавливается ферри-магн. упорядочение, называют ферримагнетиками (ФМ) (критич. темп-ру называют иногда Нееля точкой TN). К ним относятся кристаллич. вещества - ферриты, интер-металлич. соединения редкоземельных и переходных металлов, аморфные магнетики того же состава. Простейшая модель ферримагн. упорядочения показана на рис. 1.


ФЕРРИМАГНЕТИЗМ фото №6

Рис. 1. Схематическое изображение ферримагнитного упорядочения линейной цепочки магнитных ионов различных сортов с магнитными моментами ФЕРРИМАГНЕТИЗМ фото №7 Ni- число ионов данного сорта в единице объёма; ФЕРРИМАГНЕТИЗМ фото №8 -величины намагниченностей подрешёток; суммарная намагниченность M=M1+M2, ФЕРРИМАГНЕТИЗМ фото №9 .

Термин "Ф." предложен Л. Неелем (L. Neel) в 1948 при изучении магн. свойств широкого класса магн. окислов - ферритов-шпинелей; им же была разработана феноменоло-гич. теория Ф.

Разл. магн. подрешётки, образующие ФМ, содержат ионы одного и того же элемента с разл. валентностью, ионы разл. металлов или одинаковые ионы с разл. кристалло-графич. окружением. Атомные магн. моменты ФМ создаются электронами незаполненных d- или f -электронных оболочек ионов переходных металлов, входящих в состав ФМ. Между магн. ионами существуют обменные взаимодействия (ОВ) (см. Обменное взаимодействие в м а г н ет и з м е), к-рые, наряду с магнитной анизотропией, определяют магнитную атомную структуру ФМ и обычно носят косвенный характер, при к-ром отсутствует прямое перекрытие волновых ф-ций (см. Косвенное обменное взаимодействие, РККИ-обменное взаимодействие). В ферритах наиб. сильным является ОВ между ионами разл. подрешёток, стремящееся установить магн. моменты подрешёток антипараллельно друг другу.

При высоких темп-pax T>>TC когда энергия теплового движения много больше обменной энергии, вещество является парамагнетиком. Температурная зависимость обратной магн. восприимчивости ФМ не подчиняется линейному Кюри-Вейса закону, а носит нелинейный (гиперболический) характер (рис. 2). При высоких темп-рах T>>TC она близка к зависимости для антиферромагнетика, а при ФЕРРИМАГНЕТИЗМ фото №10 - для ферромагнетика. При Т= Т C обменная энергия становится равной тепловой и в веществе возникает Ф. В большинстве случаев такой переход является магнитным фазовым переходом2-го рода и сопровождается характерными аномалиями физ. свойств.

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ фото №11

Рис. 2. Температурная зависимость обратной магнитной восприимчивости ФЕРРИМАГНЕТИЗМ фото №12 (1) и асимптоты ФЕРРИМАГНЕТИЗМ фото №13(2) двухподрешёгочного ферримагнетика, по Неелю: TN- точка Нееля; Т А - асимптотическая точка Кюри.


Магнитная структура ферримагнетиков. Вид магн. упорядочения характеризуется магн. атомной структурой, симметрия к-рой описывается точечными и пространств. группами магнитной симметрии, элементарная магн. ячейка может совпадать с кристаллографической или иметь больший (кратный) период. Наряду с коллинеарными (рис. 1) в ФМ существует большое кол-во сложных неколлинеар-ных и некомпланарных магн. структур. Напр., т р е у г о л ь н ы е структуры (рис. 3) возникают из-за конкуренции внутри- и межподрешёточных ОВ, тогда как з о н т и чн ы е структуры в ферритах-гранатах (рис. 4) возникают благодаря наличию сильной одноионной анизотропии, обусловленной совместным действием спин-орбитального взаимодействия и взаимодействия магн. моментов редкоземельных (РЗМ) ионов с внутрикристаллическим полем.

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ фото №14

Рис. 3. Схематическое изображение треугольной магнитной структуры одной из подрешёток.

В аморфных ФМ состава R1-xTx, где R - Gd, Tb, Dy и др. РЗМ-ионы, а Т - Fe, Co, Ni и др. ионы переходных металлов, магн. ионы занимают случайно размещённые в пространстве позиции с разл. кристаллографич. окружением. Обычно магн. моменты d -ионов упорядочиваются (почти) параллельно друг другу благодаря сильному ОВ, а магн. моменты f -ионов (кроме Gd) заполняют нек-рый конус, результирующая намагниченность к-рого ориентирована антипараллельно намагниченности d -ионов (см. Спери магнетизм). Хотя понятие подрешёток оказывается в данном случае неприменимым, свойства таких магнетиков во многом аналогичны свойствам двухподрешёточ- ных коллинеарных ФМ; имеющиеся отличия обусловлены структурным беспорядком.

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ фото №15

Рис. 4. Зонтичная структура магнитных моментов редкоземельных ионов в ферритах-гранатах. Показаны кристаллографические направления, но- мера в скобках обозначают неэквивалентные кристаллографические позиции.


Прямыми методами определения магн. структуры ФМ является дифракция нейтронов (см. Магнитная нейтронография), а также взаимодействие синхротронного излучения с магн. веществом.

Феноменологическая теория ферримагнетизма. Простейшее описание Ф. даёт теория молекулярного поля, обобщённая на произвольное число магн. подрешёток (т е о р и я Н е е л я). Для изотропного ФМ с двумя неэквивалентными подрешётками 1 и 2 суммарную намагниченность (на грамм-ион) можно записать в виде

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ фото №16

где M1, M2 - намагниченности подрешёток (на грамм-ион); х1, х2- относит. концентрации ионов в под-решётках (x1+x2 = 1).

Молекулярные поля, действующие на ионы, равны соответственно

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ фото №17

где ФЕРРИМАГНЕТИЗМ фото №18 -положительные постоянные, связанные с обменными интегралами внутри- и межподрешёточных ОВ. Закон Кюри - Вейса для намагниченностей подрешёток во внеш. поле Н записывается в виде ( С, Т - константа Кюри и темп-pa соответственно)

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ фото №19

В области темп-р, больших Т с, обратная магн. восприимчивость подчиняется закону


ФЕРРИМАГНЕТИЗМ фото №20

(рис, 2), где постоянные c0-1, s, T1 а также парамагн. точка Кюри Т C определяются из решения системы ур-ний (1) - (3). В точке Кюри ФЕРРИМАГНЕТИЗМ фото №21 При TC>0 в области темп-р Т С возникает Ф., при TC<0 вещество остаётся парамагнитным вплоть до T=0 К. Асимптотика гиперболы определяется ур-нием

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ фото №22

Асимптотич. точка Кюри ФМ на рис. 2 TA=-Cc0 Необходимыми условиями возникновения Ф. в рамках теории Нееля являются условия e=-1, ab>1

Ниже Т C температурная зависимость суммарной намагниченности (1) определяется из решения системы самосогласованных ур-ний для намагниченностей подрешёток Мi, определяемых через ф-ции Бриллюэна с эфф. полями (2).

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ фото №23

Рис. 5. Основные типы температурной зависимости спонтанной результирующей намагниченности Ms и обратной магнитной восприимчивости c-1( Т )в двух подрешёточных ферримагнетиках.

Различия в температурных зависимостях Мi, обусловленные наличием внутриподрешёточных ОВ, приводят к разл. видам температурной зависимости результирующей намагниченности (рис. 5). На кривых типа V и N существует т о ч к а м а г н и т н о й к о м п е н с а ц и и T к, по достижении к-рой намагниченности подрешёток точно компенсируются и результирующая намагниченность равна нулю.

Общее феноменологич. описание Ф. даёт Ландау теория фазовых переходов, основанная на разложении термодина-мич. потенциала системы по степеням параметра порядка (в случае Ф.- по компонентам векторов намагниченностей подрешёток М i). В рамках этой теории удобно также исследовать ориентационные фазовые переходы в ФМ.

Специфическим свойством для Ф. является поведение ФМ в сильных магн. полях, сравнимых по величине с эфф. полем межподрешёточного ОВ. Простейшая коллинеарная магн. структура (рис. 1) в нек-рых интервалах магн. полей и темп-р может стать неколлинеарной вследствие конкуренции отрицательного ОВ между магн. подрешётками и взаимодействия магн. моментов с внеш. полем Н (С. В. Тябликов, 1957). В малых полях ФЕРРИМАГНЕТИЗМ фото №24 где l-константа ОВ между под-решётками, сохраняется нач. состояние ФМ, в сильных полях ФЕРРИМАГНЕТИЗМ фото №25 вещество находится в индуцированной полем ферромагн. фазе ФЕРРИМАГНЕТИЗМ фото №26, а в промежуточных полях ФЕРРИМАГНЕТИЗМ фото №27 возникает неколлине-арная (у г л о в а я) фаза, в к-рой магн. моменты подрешёток составляют разл. углы с направлением поля Н. (Кривая намагничивания изотропного двухподрешёточно-го ФМ изображена на рис. 2 к ст. Ферримагнитный резонанс. )В угловой фазе магн. восприимчивость не зависит от величины поля и равна 1/l Подобное поведение восприимчивости характерно и для антиферромагнетизма.

Наличие вырождения по ориентации магн. моментов относительно внеш. поля в угл. фазе приводит к возможности возникновения доменной структуры в сильных магн. полях (двойникование, тройникование и т. д.); подобные явления наблюдаются также и в сегнетоэлектриках.

Магн. анизотропия существенно изменяет процессы перестройки магн. структуры ФМ и определяет т. н. с п и н-п е р е о р и е н т а ц и о н н ы е ф а з о в ы е п е р е х о-д ы; её влияние особенно важно вблизи точки компенсации Т к. Магн. фазовая диаграмма двухподрешёточного ФМ с магн. анизотропией 2-го порядка при наложении поля вдоль оси лёгкого намагничивания изображена на рис. 6.

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ фото №28

Рис. 6. Магнитная фазовая диаграмма двухподре шёточного ферримагнетика (на примере ферритов- гранатов) при учёте магнитной анизотропии 2-го порядка. Магнитное поле приложено вдоль оси лёгкого намагничивания. Схематически показаны магнитные фазы. Сплошные линии - линии фа зовых переходов (ФП) 2-го рода, тонкая линия- линия ФП 1-го рода, штрих-пунктирные линии- линии потери устойчивости метастабильных фаз.

(Для случая, когда поле приложено вдоль оси трудного намагничивания, см. рис. 3 к ст. Магнитный фазовый переход.) Вдали от Т к в слабых полях ФМ ведёт себя подобно ферромагнетику, а вблизи Т к - подобно антиферромагнетику, что приводит к возникновению магн. фазового перехода 1-го рода в угл. фазу. Наличие анизотропии более высоких порядков приводит к ещё более сложному характеру переориентации. На рис. 7 показаны магн. фазовые

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ фото №29

Рис. 7. Магнитная фазовая диаграмма кубических ферримагнетиков для различных ориентации внешнего поля: а) H ||[100]Сплошные линии- линии ФП 2-ю рода; штрих-пунктирная линия -линия ФП 1-го рода между угловыми фазами, О - критическая точка; б) H || [111]

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ фото №30

Все линии на диаграмме - линии ФП 1-го рода.

диаграммы ферритов-гранатов при учёте магн. анизотропии 2-го и 4-го порядков с константами K1, K2 в случае K1<0 для ориентации поля вдоль кристаллич. осей [100] и [111]. В первом случае на диаграмме существует трикритическая точка типа наблюдаемой на диаграмме пар-жидкость, а во втором - все фазовые переходы являются переходами 1-го рода. Свойства ФМ, в к-рых энергия магн. анизотропии порядка энергии межподрешёточного ОВ, значительно отличаются от свойств слабоанизотропных ФМ. Переход в индуцированное полем ферромагн. состояние происходит путём одного или неск. фазовых переходов 1-го рода (рис. 8).

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ фото №31

Рис. 8. Кривые намагничивания феррита-граната Y2,75o,25Fe5O12 (сплошные линии); Y3Fe5O12 (пунктир) при T=4,2 К для различных направлений внешнего поля: а) H || [111], б) H ||[110], в) H ||[100].

Вблизи Т к. наблюдается целый ряд аномалий физ. свойств ФМ: значит. рост коэрцитивной силы, температур-ный гистерезис намагниченности, аномалии магнитострик-ции и магнитокалорич. эффекта (рис. 9) и увеличение раз-меров доменов. Константы Верде, Холла и др. подобные характеристики в Т к не обращаются в нуль, а обнаружива-юг достаточно сложную зависимость от темп-ры и поля что связано с различием соответствующих вкладов, вносимых подрешётками, в силу их разл. кристаллохим. природы.

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ фото №32

Рис. 9. Аномалии физических свойств ферримагне тиков вблизи точки магнитной компенсации: а- температурный гистерезис намагниченности sr со единения ErFe2; б -магнитокалорический эффект в феррите-гранате Gd3F5O12; в- продольная магнито стрикция феррита-граната Gd3F5O12.

Элементы микроскопической теории ферромагнетизма.

При низких темп-pax классич. теория Ф. становится неприменимой и свойства ФМ описываются квантовой теорией. Для изотропного двухподрешёточного ФМ с подрешётками 1 и 2 гамильтониан может быть записан в виде

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ фото №33

где суммирование проводится по всем магн. ионам i и j; ФЕРРИМАГНЕТИЗМ фото №34 - спиновые операторы; символ <...> - означает суммирование по ближайшим соседям; ФЕРРИМАГНЕТИЗМ фото №35 -обменные интегралы. Простейшему приближению на основе гамильтониана (5) в случае низких темп-р соответствует теория спиновых волн.

В рамках полуклассич. описания спиновым волнам соответствует прецессия магн. моментов mik, ионов, находящихся в узлах кристаллич. решётки ri, с частотой w и волновым вектором k по закону

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ фото №36

где mi0 -ориентация магн. моментов в осн. состоянии (при Т=0К). Определение энергии осн. состояния и закона дисперсии (спектра) спиновых волн, т. е. зависимости w(k), позволяет с помощью методов статистич. физики определить термодинамич. и кинетич. свойства ФМ. Зависимость w(k) можно найти из решения линеаризованных ур-ний Ландау - Лифшица (см. Ферримагнитный резонанс). Общее число ветвей спиновых волн, т. е. разл. типов колебаний, в неогранич. образце равно числу подрешёток п. Для всех ФМ существует одна низкочастотная (акустич.) ветвь, когда векторы намагниченностей ионов движутся согласованно, сохраняя антипараллельную ориентацию, и (n- 1) высокочастотных (оптических, или обменных) ветвей, где антипараллельная ориентация намагниченностей подрешё-ток нарушается.

В квантовой теории спиновые волны представляют собой одночастичные возбуждения (квазичастицы) над осн. состоянием - магноны. Спиновые операторы могут быть представлены с помощью операторов вторичного квантования (обычно бозе-операторов). В наинизшем (квадратичном) порядке после диагонализации с помощью ка-нонич. преобразования (Тябликов, 1948) гамильтониан принимает вид

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ фото №37

где ФЕРРИМАГНЕТИЗМ фото №38 -энергия осн. состояния, включающая в себя энергию нулевых колебаний; ФЕРРИМАГНЕТИЗМ фото №39 -энергия магнона сорта s (соответствующего s-й ветви спектра) с квазиимпульсом k; ns- число магнонов в данном состоянии. Энергия ФЕРРИМАГНЕТИЗМ фото №40 определяет в первом приближении собственные частоты нормальных типов связанных колебаний намагниченно-стей подрешёток. В случае изотропного двухподрешёточ-ного ФМ со спинами подрешёгок ФЕРРИМАГНЕТИЗМ фото №41 (для простоты ФЕРРИМАГНЕТИЗМ фото №42

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ фото №43

где z - число ближайших соседей; суммирование проводится по первой координац. сфере. Вырождение спектра, характерное для антиферромагн. магнонов (a = 0), отсутствует. В длинноволновом приближении (ka<<1 , где а - постоянная решётки)

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ фото №44

Для низкочастотной ветви имеется область, зависящая от a (т. е. по существу от отношения намагниченностей под-решёток), в к-ром ниж. ветвь квадратична по k, как в ферромагнетиках; при дальнейшем росте k она становится линейной, как в антиферромагнетиках.

Взаимодействие электромагнитного излучения с ферри-магнетиками. Взаимодействие эл.-магн. излучения с ФМ имеет особенности, характерные для магнитоупорядочен-ных веществ, и явл. одним из наиболее широко применяемых инструментов изучения Ф. Увеличение в 10-103 раз частоты и сигнала ядерного магн. резонанса (ЯМР) связано с увеличением продольной статич. и поперечной ди-намич. составляющих локального поля, действующего на ядерные спины. Измерения частот ЯМР используются для прецизионного определения температурных зависимостей намагниченности подрешёток ФМ. Частоты ЯМР могут различаться не только для разл. ядер, но и для одинаковых ядер с разл. кристаллографич. окружением; методика ЯМР служит одним из косвенных методов определения магн. атомной структуры ФМ.

Ядерный гамма-резонанс (эффект Мёссбауэра) позволяет определить параметры кристаллич. поля, исследовать косвенное обменное взаимодействие. В РЧ-диапазоне наблюдается ферримагн. резонанс.

Многие ФМ являются магнитными диэлектриками или магнитными полупроводниками (напр., ферриты) и прозрачны в видимой области спектра. В нек-рых ферритах-гранатах наблюдаются значит. магнитооптич. эффекты (напр., эффект Фарадея), они также обладают наименьшей диссипацией, при наложении неоднородного статич. поля в них удаётся возбудить бегущие спиновые волны с ФЕРРИМАГНЕТИЗМ фото №45 Многие работы по эксперим. изучению движения доменных стенок, вертикальных блоховских линий и цилиндрич. магн. доменов проводятся на образцах ферритов-гранатов. ФМ широко применяются как магнитные материалы (см. также Ферриты).

Лит.:Neel L., Magnetic properties of ferrites: ferrimagnetism and antiferromagnetism, "Ann. de Phys.", 1948, v. 3, p. 137; Тябликов С. В., Методы квантовой теории магнетизма, 2 изд., М., 1975; Вонсовекий С. В., Магнетизм, М., 1971; Ориентационные переходы в редкоземельных магнетиках, М., 1979; Хёрд К. М., Многообразие видов магнитного упорядочения в твердых телах, "УФЫ", 1984, т. 142, с. 331; Редкоземельные ионы в магнито-упорядоченных кристаллах, М., 1985; Динамические и кинетические свойства магнетиков, М., 1986; см. также лит. при ст. Ферримаг-нетик, Ферриты. А. К. Звездин, С. Н. Уточкин.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия..1988.


Синонимы:
ферромагнетизм


Смотреть больше слов в «Физической энциклопедии»

ФЕРРИМАГНЕТИК →← ФЕРРИМАГНEТИК

Синонимы слова "ФЕРРИМАГНЕТИЗМ":

Смотреть что такое ФЕРРИМАГНЕТИЗМ в других словарях:

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ

        магнитное состояние вещества, при котором элементарные магнитные моменты (См. Магнитный момент), ионов, входящих в состав вещества (ферримагнет... смотреть

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ

ферримагнетизм сущ., кол-во синонимов: 1 • ферромагнетизм (1) Словарь синонимов ASIS.В.Н. Тришин.2013. . Синонимы: ферромагнетизм

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ, магнитное состояние вещества, при к-ром элементарные магнитные моменты ионов, входящих в состав вещества (ферромагнетика), образуют д... смотреть

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ

ферримагнети́зм (см. феррит + магнетизм) физ. совокупность магнитных свойств веществ (ферримагнетиков), у которых магнитные моменты соседних атомов (и... смотреть

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ

Мина Мим Мизер Мигрант Мигание Миг Миаз Метр Метина Метиз Метание Метан Мета Мерин Мерим Меренга Мера Ментимер Мент Менгир Мена Мезим Мезга Мегера Меганит Мегамир Мегаметр Мег Мга Матине Материн Мат Марфин Мартинизм Мартини Мартин Марти Мартен Март Марризм Мармит Маринизм Марин Мант Манизм Мание Манер Манг Ман Мамин Мазер Маз Магнит Магнетизм Магнетизер Магнезит Магизм Маг Итр Ирма Ирита Ирина Ирга Иран Иразер Интрига Интим Интерфаз Интер Интеграф Инта Ингра Инга Иммигрант Имеретин Имение Имамит Имам Измена Изм Изинг Изафет Изатин Иератизм Иена Игра Игнат Зрение Знатие Зингер Зина Зимин Зима Зиг Зефира Зет Зер Зенит Земфира Зееман Зга Затмение Затем Замирение Замин Замет Замер Зам Заир Заем Ефрем Ефим Ерзание Еретизм Ерема Ера Ение Гриф Грин Гримм Гример Грим Грета Грена Греза Графит Графин Граф Грат Грант Гранит Гран Грамм Гнет Гнат Гмина Гифа Гиф Гит Гирин Гимнета Гимн Гиз Гиена Гетр Гетман Гетеризм Гетера Гете Гет Герр Герметизм Германизм Герман Герма Герина Гериатр Гера Генри Генет Генез Ген Гемма Геминат Гемин Гематин Гем Геза Гаф Гарт Гарри Гарнир Гарниз Гарниерит Гарин Гарем Ганз Гамен Гам Гаити Гази Минарет Минер Газ Миниметр Минтимер Гаер Афт Атм Атеизм Артем Арт Арифм Мир Мирза Мириаметр Мирра Мирт Арин Митинг Арен Антифриз Митра Митраизм Миф Мраз Наирит Наитие Намет Антимир Анти Анимизм Аним Амт Амин Амер Аир Азеф Агремент Агит Агент Нарез Азин Амми Анри Ант Назем Наз... смотреть

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ

1) Орфографическая запись слова: ферримагнетизм2) Ударение в слове: ферримагнет`изм3) Деление слова на слоги (перенос слова): ферримагнетизм4) Фонетиче... смотреть

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ

магнитоупорядоченное состояние кристаллич. в-ва (ферримагнетика), при к-ром элементарные магнитные моменты ионов, входящих в состав в-ва, образуют две ... смотреть

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ

магнитоупорядоченное состояние в-ва (ферримагнетика), в к-ром магн. моменты существующих в кристалле подрешёток магнитных взаимно не скомпенсированы и ... смотреть

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ

[ferrimagnetism] — магнитное состояние вещества, при котором элементарные магнитные моменты ионов, входящие в состав вещества (ферастворимагнетика), образуют две или большее число подсистем — магнитных подрешеток. Каждая из подрешеток содержит ионы одного сорта с одинаково ориентированными магнитными моментами. Магнитные моменты разных подрешеток направлены встречно или образуют сложную пространственную конфигурацию. Ферримагнетизм можно рассматривать как наиболее общий случай магнитного упорядоченного состояния.<br><br>... смотреть

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ, магнитоупорядоченное состояние вещества (ферримагнетика), в котором магнитные моменты существующих в кристалле подрешеток магнитных взаимно не скомпенсированы и создают спонтанный магнитный момент Ms ? 0 (нескомпенсированный антиферромагнетизм). Во внешнем магнитном поле ферримагнетик намагничивается подобно ферромагнетику. У некоторых ферримагнетиков существует температурная точка компенсации, когда Ms = 0. При температуре выше Кюри точки ферримагнетизм исчезает.<br><br><br>... смотреть

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ - магнитоупорядоченное состояние вещества (ферримагнетика), в котором магнитные моменты существующих в кристалле подрешеток магнитных взаимно не скомпенсированы и создают спонтанный магнитный момент Ms ? 0 (нескомпенсированный антиферромагнетизм). Во внешнем магнитном поле ферримагнетик намагничивается подобно ферромагнетику. У некоторых ферримагнетиков существует температурная точка компенсации, когда Ms = 0. При температуре выше Кюри точки ферримагнетизм исчезает.<br>... смотреть

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ , магнитоупорядоченное состояние вещества (ферримагнетика), в котором магнитные моменты существующих в кристалле подрешеток магнитных взаимно не скомпенсированы и создают спонтанный магнитный момент Ms ? 0 (нескомпенсированный антиферромагнетизм). Во внешнем магнитном поле ферримагнетик намагничивается подобно ферромагнетику. У некоторых ферримагнетиков существует температурная точка компенсации, когда Ms = 0. При температуре выше Кюри точки ферримагнетизм исчезает.... смотреть

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ, магнитоупорядоченное состояние вещества (ферримагнетика), в котором магнитные моменты существующих в кристалле подрешеток магнитных взаимно не скомпенсированы и создают спонтанный магнитный момент Ms ? 0 (нескомпенсированный антиферромагнетизм). Во внешнем магнитном поле ферримагнетик намагничивается подобно ферромагнетику. У некоторых ферримагнетиков существует температурная точка компенсации, когда Ms = 0. При температуре выше Кюри точки ферримагнетизм исчезает.... смотреть

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ

- магнитоупорядоченное состояние вещества (ферримагнетика),в котором магнитные моменты существующих в кристалле подрешеток магнитныхвзаимно не скомпенсированы и создают спонтанный магнитный момент Ms ? 0(нескомпенсированный антиферромагнетизм). Во внешнем магнитном полеферримагнетик намагничивается подобно ферромагнетику. У некоторыхферримагнетиков существует температурная точка компенсации, когда Ms = 0.При температуре выше Кюри точки ферримагнетизм исчезает.... смотреть

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ

Ударение в слове: ферримагнет`измУдарение падает на букву: иБезударные гласные в слове: ферримагнет`изм

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ

ферримагнетизм [см. феррит + магнетизм] - физ. совокупность магнитных свойств веществ (ферримагнетиков), у которых магнитные моменты соседних атомов (ионов) направлены антипараллельно (навстречу друг другу) и взаимно не скомпенсированы. <br><br><br>... смотреть

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ

ферримагнети/зм, -а Синонимы: ферромагнетизм

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ

ferrimagnetism* * *ферримагнети́зм м.ferrimagnetism* * *ferrimagnetismСинонимы: ферромагнетизм

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ

м. ferrimagnetismo m

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ

Начальная форма - Ферримагнетизм, винительный падеж, слово обычно не имеет множественного числа, единственное число, мужской род, неодушевленное

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ

ферримагнет'изм, -аСинонимы: ферромагнетизм

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ

(2 м)Синонимы: ферромагнетизм

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ

ferrimagnetismСинонимы: ферромагнетизм

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ

铁氧体磁性{亚}铁磁性Синонимы: ферромагнетизм

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ

физ. феримагнети́зм, -му Синонимы: ферромагнетизм

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ

ферримагнетизм ферримагнет`изм, -а

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ

физ. ферымагнетызм, муж.

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ

• ferimagnetismus

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ

ферримагниттілік

ФЕРРИМАГНЕТИЗМ

Ферымагнетызм

T: 244