Magnetická anizotropie
Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 17. dubna 2021; ověření vyžaduje 1 úpravu .Magnetická anizotropie je závislost magnetických vlastností feromagnetika na směru magnetizace s ohledem na strukturální osy krystalu , který jej tvoří . Je to způsobeno slabými relativistickými interakcemi mezi atomy, jako je spin-orbit a spin-spin [1] .
Anizotropní forma energie podle typu krystalu
Mikroskopická teorie
Hamiltonián a přechod k makroskopické teorii
Popis magnetické anizotropie v makroskopické teorii magnetismu se obvykle provádí zavedením energie magnetické anizotropie. Lze jej získat prostřednictvím Hamiltoniánu soustavy atomů poruchovou metodou , ve které roli malých poruch hrají relativistické interakce, ale také jeho obecnou podobu lze získat z krystalografické symetrie krystalu [1] .
Hamiltonián systému spinů s přihlédnutím k nejjednodušší anizotropii je obvykle reprezentován ve tvaru
![{\displaystyle {\mathcal {H}}_{an}=-\sum _{n}{\mathcal {J}}_{k}S_{n}^{k}S_{n+\delta }^{k }-{\frac {1}{2}}\součet _{n}[{\mathcal {K}}_{1}(S_{n}^{1})^{2}+{\mathcal {K } }}_{2}(S_{n}^{1})^{2}],}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/682a921eec2bdca9d91c7bb3f8f0aa7670204a18)
kde index n vyjmenovává spiny v krystalové mřížce, prochází nejbližšími sousedy n -tého spinu Sn a index odpovídá pravoúhlým kartézským souřadnicím x , y a z . První součet v tomto výrazu odpovídá tzv. výměnné anizotropii a druhý součet jednoiontové. Koeficienty a určete příspěvek každého z nich podél příslušné osy. Výměnná anizotropie je obvykle poměrně malá a hraje roli malého přídavku k výměnné interakci hamiltonián . U feromagnetik se toto sčítání obvykle zapisuje jako součet skalárních produktů sousedních spinů:
Předpokládá se , že je možné přejít na energii magnetu nahrazením spinového operátoru hodnotou rovnou magnetickému momentu na jedno místo krystalové mřížky , kde a je mřížková konstanta , je Bohrův magneton , M s je saturační magnetizace a je jednotkovým vektorem kosměrným k magnetizaci a expanze magnetizace v Taylorově řadě blízko místa mřížky [2] . Závislost celkové hustoty energie magnetu na anizotropních členech lze znázornit jako
Poznámky
- ↑ 1 2 Landau L. D., Lifshits E. M. Elektrodynamika spojitých médií / Revidováno. E. M. Lifshitz a L. P. Pitaevsky. - 2. vyd. - M .: Nauka, 1982. - T. VIII. - S. 200. - 624 s. - (Teoretická fyzika). - 40 000 výtisků.
- ↑ Kosevich A. M., Ivanov B. A., Kovalev A. S. Nelineární vlny magnetizace. Dynamické a topologické solitony. - K . : Naukova Dumka, 1983. - S. 9-11. — 192 s.