Feromagnetická rezonance

Feromagnetická rezonance  je jednou z odrůd elektronické magnetické rezonance.

Historie objevů

Hypotézu o jevu, později nazývaném feromagnetická rezonance, poprvé vyslovil budoucí akademik Vladimir Arkadiev . Základem byly pokusy z let 1911-1913, při kterých pozoroval selektivní povahu absorpce centimetrových elektromagnetických vln feromagnety . Později, v roce 1923, Yakov Dorfman , zkoumající štěpení čar atomových spekter v magnetickém poli , tzv. Zeemanův efekt , doložil předpoklad V. Arkadieva, založený na úvahách kvantové fyziky . V roce 1935 se sovětským fyzikům L. D. Landauovi a E. M. Lifshitzovi podařilo odvodit rovnici dynamické magnetické susceptibility , která se stala matematickým základem pro teorii feromagnetické rezonance. V roce 1948 popsal Američan Charles Kittel ( ang.  S. Kittel ) vztah feromagnetické rezonance s tvarem vzorku a magnetickou anizotropií materiálu. Poprvé, v roce 1946, byla feromagnetická rezonance v kovech experimentálně objevena J.  N. K. Griffithsem a ve feritech v roce 1949 W. Hewittem ( W. N.  Hewitt ) [1] .

Popis jevu

Feromagnetická rezonance se projevuje selektivním pohlcováním energie elektromagnetického pole feromagnetem na frekvencích shodných s vlastními frekvencemi precese magnetických momentů elektronického systému feromagnetického vzorku ve vnitřním efektivním magnetickém poli. Nebo jinak řečeno, je to vybuzení v celém objemu vzorku kmitů rovnoměrné precese vektoru magnetizace způsobené magnetickým mikrovlnným polem kolmým na konstantní magnetizační pole [2] .

Feromagnetická rezonance je detekována metodami magnetické radiové spektroskopie . Jeho hlavní charakteristiky – rezonanční frekvence, relaxace, tvar a šířka absorpčních čar, nelineární efekty – jsou dány kolektivní mnohoelektronovou povahou feromagnetismu. Současně přítomnost doménové struktury ve feromagnetiku komplikuje proces, což vede k možnosti výskytu několika rezonančních píku a rezonanční absorpce mikrovlnné energie způsobuje jeho lokální ohřev.

Frekvence feromagnetické rezonance plochého vzorku v paralelním vnějším poli se vypočítá podle vzorce C. Kittela ( angl. S. Kittel ) [3] :  

,

kde magnetizace feromagnetika  je magnetická konstanta (permeabilita vakua ) a gyromagnetický poměr [4] .

Použití

Využití fenoménu feromagnetické rezonance je základem činnosti mnoha mikrovlnných zařízení: rezonanční ventily , filtry, parametrické zesilovače, frekvenční měniče, omezovače výkonu [1] .

Viz také

Poznámky

  1. ↑ 1 2 Feromagnetická rezonance // Fyzikální encyklopedie. V 5 svazcích. — M.: Sovětská encyklopedie. Šéfredaktor A. M. Prochorov . 1988.
  2. ↑ Magnetismus S.V. Vonsovského . — M.: Nauka, 1971. — 1033 s.
  3. ↑ Charles Kittel Úvod do fyziky pevných látek (8. vydání). Wiley. 2004. ISBN 047141526X
  4. ↑ Feromagnetická rezonance. Sborník článků / Ed. S. V. Vonšovský. M. (1961). 343 p . Získáno 30. října 2015. Archivováno z originálu 30. prosince 2019.