Anizotropia magnetyczna
Anizotropia magnetyczna – zależność (anizotropia) podatności magnetycznej w kierunku prostopadłym i równoległym do osi symetrii[1]. Z własnością tą związany jest superparamagnetyzm[2].
Źródła anizotropii magnetycznej[3][4]:
- anizotropia jedno-jonowa,
- anizotropia magnetokrystaliczna – wynikająca z istnienia pola krystalicznego i sprzężeniem spin-orbita w lokalnej strukturze krystalograficznej[2],
- anizotropia kształtu i powierzchni (powierzchniowa) – powodowana magnetycznym oddziaływaniem dipolowym o charakterze dalekozasięgowym, zależnym od granic i kształtu materiału. Wymusza ona kierunek namagnesowania równoległy do powierzchni,
- anizotropia oddziaływań wymiennych – powodowana przez konkurencyjność oddziaływań wymiennych rdzeni ferromagnetycznych i antyferromagnetycznych powłok tlenkowych. Odkryta w 1956 przez Meiklejohna i Beana dla małych cząstek kobaltu na powierzchni tlenku kobaltu[2],
- anizotropia magnetoelastyczna – wynikająca z odkształceń sieci krystalicznej i naprężeń wewnętrznych (magnetostrykcja)[2].
Kryształy
W materiałach krystalicznych objawia się tym, że materiał posiada osie krystalograficzne wzdłuż których przemagnesowanie odbywa się łatwiej niż w innych. Są to kierunki łatwego namagnesowania[4]. Przy nieobecności pola magnetycznego momenty magnetyczne materiału układają się wzdłuż niej[2].
Dla kryształu regularnego energia anizotropii na jednostkę objętości ma postać[4]:
gdzie:
- – stałe anizotropii,
- – kosinusy kierunkowe wektora namagnesowania względem odpowiednich kierunków krystalograficznych.
Dla kryształu o strukturze heksagonalnej z wyróżnionym jednym łatwym kierunkiem namagnesowania energia anizotropii wynosi[4]:
gdzie:
- – kąt pomiędzy namagnesowaniem a osią c.
Model Stonera-Wohlwartha
Układy cienkowarstwowe o anizotropii jednoosiowej (z jednym łatwym kierunkiem namagnesowania) dobrze opisuje model przemagnesowania Stonera-Wohlwartha. Zakłada ona, że materiał ferromagnetyczny składa się z jednej domeny magnetycznej. Zakłada również koherentną rotację namagnesowania całej warstwy (wszystkie momenty magnetyczne są zawsze do siebie równoległe). Warstwę magnetyczną przybliża elipsoida obrotowa[4].
Przypisy
- ↑ Wykład 8 - przesunięcie chemiczne, Zakład Chemii Organicznej Uniwersytetu Wrocławskiego (pol.).
- ↑ a b c d e KatarzynaK. Racka-Dzietko KatarzynaK., Struktura i właściwości magnetyczne nanocząstek Fe-Cr w funkcji zawartości chromu, Instytut Fizyki Polskiej Akademii Nauk, 2007 (pol.).
- ↑ MichałM. Rams MichałM., Materiały magnetyczne: 3. Anizotropia, domeny i histereza, Instytut Fizyki Uniwersytetu Jagiellońskiego, listopad 2016 (pol.).
- ↑ a b c d e AleksanderA. Polit AleksanderA., Wpływ modyfikacji strukturalnych na anizotropię magnetyczną cienkich warstw Fe/Pd, Instytut Fizyki Jądrowej, 2010 (pol.).
- БРЭ: 2152513