Динамические свойства магнетиков
 +7 (495) 939-20-03
 kofms@phys.msu.ru

Спецкурсы

Динамические свойства магнетиков

Введите что-нибудь для фильтрации.

Лектор

Вера Алексеевна Сенина

Старший научный сотрудник, к.ф.-м.н.

Аннотация

Цель курса — рассмотрение динамических свойств магнитных материалов, то есть свойств, определенных в переменных магнитных полях. Они зависят не только от свойств самого материала, но и от характеристик переменного магнитного поля, а также от формы и размера образца. Рассматриваются магнитные колебания (резонанс) в веществах, обладающих спонтанным магнитным упорядочением (ферромагнетики, ферримагнетики, антиферромагнетики), а также явление магнитного резонанса в веществах, не упорядоченных в магнитном отношении. Достоинство резонансного метода заключается в том, что он позволяет обнаруживать и выделять из полной магнитной восприимчивости очень небольшие ее изменения, обусловленные различными причинами. Таким образом можно получить информацию о процессах на атомарном уровне. Путем исследования магнитных резонансов могут быть получены сведения о магнитной структуре вещества, о природе магнитных взаимодействий, о магнитных фазовых переходах; могут быть определены основные магнитные параметры: обменный интеграл, константы магнитной анизотропии и т. д.

Программа курса

Введение. Цели и задачи спецкурса «Динамические свойства магнитных материалов».

  • Понятие о магнитном резонансе. Классификация. Спин-система и резервуар (решетка). Изменение населенностей уровней магнитной системы в зависимости от времени. Правила отбора. Вероятности переходов.

Магнитный (электронный) резонанс в веществах, не обладающих магнитным порядком.

  • Электронный парамагнитный резонанс (ЭПР). Спин-спиновое и спин-орбитальное взаимодействия. Кристаллическое поле (слабое, сильное и сверхсильное поля). Спин-гамильтониан 3d- и 4f-ионов. Сверхтонкая структура. Теорема Крамерса, эффект Яна — Теллера. Ширина линии ЭПР. Релаксация. Механизмы Валера, Кронига — ван Флека. Принципиальная схема спектрометра ЭПР.
  • Циклотронный резонанс.

Магнитоупорядоченные вещества в переменных магнитных полях.

  • Ферромагнитный резонанс (ФМР). Уравнение Ландау — Лифшица. Эффективное поле (поле анизотропии, размагничивающее поле). Линеаризованное уравнение Ландау — Лифшица. Частота свободных колебаний ФМР (формула Киттеля). Влияние формы образца на частоты ФМР. Однородная прецессия. Вынужденные колебания намагниченности. Тензор высокочастотной магнитной восприимчивости. Гиротропия. Влияние магнитной анизотропии на частоты ФМР (для случая кубического ферромагнетика). «Естественный ферромагнитный резонанс». Влияние затухания на ФМР. Уравнение Ландау — Лифшица при учете диссипации. Ширина линии ФМР. Действительная и мнимая части магнитной восприимчивости. Процессы диссипации.
  • Антиферромагнитный резонанс (АФМР). Уравнения движения намагниченностей подрешеток. Частоты АФМР. Две ветви колебаний (в случае двухподрешеточного антиферромагнетика). Резонанс в нулевом поле. Определение критического поля spin-flop перехода. Углы прецессии подрешеток антиферромагнетика. АФМР редкоземельных слабых ферромагнетиков в субмиллиметровом диапазоне частот.
  • Ферримагнитный резонанс. Уравнение движения намагниченностей подрешеток ферримагнетика. Ферромагнитная и обменная резонансная моды. Углы прецессии намагниченностей подрешеток ферримагнетика. Влияние анизотропии на частоты ферримагнитного резонанса.

Магнитооптические эффекты в магнитоупорядоченных веществах.

  • Эффекты Фарадея, Коттона — Мутона, Керра.

Литература

  • Ч. Сликтер Основы магнитного резонанса. М.: «Мир». 1967.
  • А. Г. Гуревич. Магнитный резонанс в ферритах и антиферромагнетиках. М.: Наука. 1973.
  • С. Крупичка. Физика ферритов. М.: «Мир», т. 2. 1976.
  • Г. С. Кринчик. Физика магнитных явлений. М.: МГУ. 1985.
  • С. А. Альтшулер, Б. М. Козырев. Электронный парамагнитный резонанс. М.: Физматлит. 1961.
  • С. В. Вонсовский. Магнетизм. М.: Наука. 1971.

Дополнительные материалы

Темы рефератов

  1. Исследование тонких пленок методом электронного парамагнитного резонанса.
  2. Электронный парамагнитный резонанс в биологии.
  3. Исследование примесных ионов в минералах методом ЭПР.
  4. Ферромагнитный резонанс в магнитных наноструктурах.
  5. Особенности ферромагнитного резонанса в тонкопленочных образцах.
  6. Антиферромагнитный резонанс.
  7. Ферримагнитный резонанс.
  8. Оптически детектируемый магнитный резонанс.

Другие спецкурсы программы