Ferromagneettinen resonanssi

Ferromagneettinen resonanssi  on yksi elektronisen magneettiresonanssin lajikkeista.

Löytöhistoria

Tuleva akateemikko Vladimir Arkadiev ilmaisi ensin hypoteesin ilmiöstä, jota myöhemmin kutsuttiin ferromagneettiseksi resonanssiksi . Perustana olivat vuosien 1911-1913 kokeet, joiden aikana hän havaitsi ferromagneettien sentimetristen sähkömagneettisten aaltojen absorption selektiivistä luonnetta . Myöhemmin, vuonna 1923, Yakov Dorfman , joka tutki atomispektrien viivojen jakaantumista magneettikentässä , niin kutsuttua Zeeman-ilmiötä , vahvisti V. Arkadjevin oletuksen, joka perustuu kvanttifysiikan näkökohtiin . Vuonna 1935 Neuvostoliiton fyysikot L. D. Landau ja E. M. Lifshitz onnistuivat johtamaan dynaamisen magneettisen susceptibiliteetin yhtälön , josta tuli ferromagneettisen resonanssin teorian matemaattinen perusta. Vuonna 1948 amerikkalainen Charles Kittel ( eng. S. Kittel ) kuvaili ferromagneettisen resonanssin suhdetta näytteen muotoon ja materiaalin magneettiseen anisotropiaan . Ensimmäisen kerran, vuonna 1946, metallien ferromagneettisen resonanssin löysi kokeellisesti J. N. K. Griffiths ja ferriiteistä vuonna 1949 W. Hewitt ( W. N. Hewitt ) [1] .    

Ilmiön kuvaus

Ferromagneettinen resonanssi ilmenee sähkömagneettisen kentän energian selektiivisessä absorptiossa ferromagneetilla taajuuksilla, jotka ovat yhtäpitäviä ferromagneettisen näytteen elektroniikkajärjestelmän magneettisten momenttien precession luonnollisten taajuuksien kanssa sisäisessä tehokkaassa magneettikentässä. Tai toisin sanoen, se on magnetointivektorin tasaisen precession värähtelynäytteen koko tilavuudessa, jonka aiheuttaa magneettinen mikroaaltokenttä, joka on kohtisuorassa vakiomagnetointikenttään nähden [2] .

Ferromagneettinen resonanssi havaitaan magneettisen radiospektroskopian menetelmillä . Sen tärkeimmät ominaisuudet - resonanssitaajuudet, rentoutuminen, absorptioviivojen muoto ja leveys, epälineaariset vaikutukset - määräytyvät ferromagnetismin kollektiivisen monielektronisen luonteen mukaan. Samanaikaisesti domeenirakenteen läsnäolo ferromagneetissa vaikeuttaa prosessia, mikä johtaa useiden resonanssihuippujen esiintymiseen, ja mikroaaltoenergian resonanssiabsorptio aiheuttaa sen paikallisen kuumenemisen.

Tasaisen näytteen ferromagneettisen resonanssin taajuus rinnakkaisessa ulkokentässä lasketaan kaavalla C. Kittel ( eng. S. Kittel ) [3] :  

,

jossa ferromagneetin magnetoituminen  on magneettivakio ( tyhjiön permeabiliteetti ) ja gyromagneettinen suhde [4] .

Käyttö

Ferromagneettisen resonanssin ilmiön käyttö on monien mikroaaltolaitteiden toiminnan taustalla: resonanssiventtiilit , suodattimet, parametriset vahvistimet, taajuusmuuttajat, tehonrajoittimet [1] .

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ 1 2 Ferromagneettinen resonanssi // Physical Encyclopedia. 5 osassa. - M.: Neuvostoliiton tietosanakirja. Päätoimittaja A. M. Prokhorov . 1988.
  2. ↑ S.V. Vonsovskin magnetismi. - M.: Nauka, 1971. - 1033 s.
  3. ↑ Charles Kittel Johdatus Solid State Physicsiin (8. painos). Wiley. 2004. ISBN 047141526X
  4. ↑ Ferromagneettinen resonanssi. Artikkelikokoelma / Toim. S. V. Vonsovski. M. (1961). 343 s . Haettu 30. lokakuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 30. joulukuuta 2019.