Ферромагнитный резонанс

Феррит, помещенный в постоянное магнитное поле напряженностью Но и перпендикулярное к нему переменное СВЧ-магнитное поле, поглощает СВЧ-энергию. Это поглощение носит резонансный характер (ферромагнитный резонанс) и максимально на частоте соо, определенным образом связанной с полем Но. Зависимость резонансной частоты Шо от Но имеет сложный характер и определяется магнитной кристаллографической анизотропией, анизотропией формы, упруго напряженным состоянием образца и т. п. [3]. В наиболее простом случае изотропной сферы [c.708]

Фактор спектроскопического расщепления g Ширина линии ферромагнитного резонанса АН, кА/м Относительная начальная магнитная проницаемость Диэлектрическая проницаемость а = е — ie" [c.709]

Для теоретической интерпретации результатов по ферромагнитному резонансу и анизотропии редкоземельных ферритов-гранатов необходим одновременный учет расщепления уровней ионов под действием кристаллического поля, спин-орбитального и обменного взаимодействий, которые подчас являются величинами одного порядка. В настоящее время информация об электронных уровнях ионов редкоземельных элементов еще недостаточна для надежной теоретической интерпретации результатов. [c.716]

Таблица 29.42. Ширина линии ферромагнитного резонанса для монокристаллов Ме У (17 ]

Ферриты, применяемые в технике сверхвысоких частот, имея весьма высокое удельное сопротивление и низкие значения tg и tg бд, представляют собой прозрачную для электромагнитных волн среду. Взаимодействие электромагнитной волны со спинами электронов феррита вызывает ряд эффектов. На практике используются эффект Фарадея и ферромагнитный резонанс. [c.251]

Ширина линии АЯ зависит от ряда факторов, в первую очередь от потерь в феррите вне области ферромагнитного резонанса, его плотности и магнитной анизотропии. Поликри- сталлические ферриты со структурой шпинели имеют АН = [c.252]

Магнитный резонанс получил широкое практическое применение. Электронный парамагнитный резонанс (ЭПР) используется для исследования механизма химических реакций, для изучения влияния ионизирующего излучения на вещество и живые ткани, для исследования электронного состояния твердых тел и во многих других важных областях науки и техники. На явлении ЭПР построены такие важные радиотехнические устройства, как парамагнитные усилители и генераторы, которые будут рассмотрены в гл. 12. Ферромагнитный резонанс нашел применение в технике СВЧ. [c.306]

Определение плотности дислокаций в приповерхностном слое является трудной экспериментальной задачей. Применение метода ферромагнитного резонанса (ФМР) может облегчить задачу. Уши-рение линии ФМР в пластически деформированном ферромагнетике определяется присутствием дислокаций в кристаллической решетке. Причина уширения заключается в магнитострикционной связи между спонтанной намагниченностью и упругим полем дислокации. Между шириной линии (АЯ) и плотностью дислокации р наблюдается линейная зависимость до значения р 10 см [8]. Так как электромагнитное поле высокой частоты проникает в глубь металла на величину 10" —10 см, то уширение А Я будет отражать изменение дислокационной структуры в приповерхностном слое. [c.30]

Л.— Л. у. отражает факт сохранения макроскопич. намагниченности при динамич. процессах в ФМ, ферромагнетизм к-рых обусловлен обменным взаимодействием, Л,— Л. у. нрименяется, напр., при теоретич. рассмотрении доменной стенки динамики и ферромагнитного резонанса. [c.574]

Кроме ЭПР и ЯМР в твердых телах могут существовать еще и другие типы магнитных резонансов циклотронный резонанс, электронный ферромагнитный резонанс, электронный антиферромагнит-ный резонанс. Подробное описание этих явлений можно найти в книге С. В. Вонсовского. [c.352]

Ярез — напряженность магнитного поля, при которой наблюдается анти-ферромагнитный резонанс [c.653]

Амплитуда и форма резонансной кривой поглощения определяются процессами релаксации. Наличие их приводит к тому, что компоненты тензора магнитной проницаемости становятся комплексными величинами. При отсутствии внешнего магнитного поля магнитная проницаемость скалярна. Ширина резонансной кривой ферромагнитного резонанса АН обычно определяется как разность полей, при которых мнимая часть диагональной компоненты тензора проницаемости ц" составляет половину своего значения м-"рез в точке резонанса. Зависимость ее вещественной ц и мнимой ц" частей от частоты называют магнитными спектрами. Для магнитных спектров ферритов характерно наличие двух областей дисперсии. Низкочастотная область дисперсии обусловлена смещением границ доменов, а более высокочастотная — естественг.ым ферромагнитным резонансом в эффективных полях анизотропии и размагничивающих полях. [c.708]

Оптические и магнитооптические свойства. Ферриты обладают сравнительно высокой прозрачностью в ряде участков ближнего и далекого инфракрасного спектров. Ферриты-гранаты характеризуются лучшей прозрачностью, чем ферриты-шпинели. Так, в иттриевом феррите-гранате имеются окна прозрачности при длинах волн K>L<0,1 мм и 1<л<10 мкм между двумя этими областями наблюдается сильное решеточное поглощение. В редкоземельных ферритах-гранатах в первой области прозрачности могут наблюдаться поглощение при ферромагнитном резонансе (если поле анизотропии велико) в случае обменного резонанса редкоземельной подрешетки в поле железных подрешеток, а также электронные переходы между уровнями основного мультиплета редкоземельных ионов. Во второй области наблюдаются электронные переходы в редкоземельных ионах и (при более коротких длинах волн) электронные переходы в ионах яселеза в октаэдрических и тетраэдрических позициях. Ферриты-гранаты в видимой и ближней инфракрасных областях спектра обнаруживают значительный эффект Фарадея при распространении света вдоль вектора намагниченности и примерно такой же по модулю эффект Коттона — Мутона (магнитное линейное двупреломле-ние) при распространении света перпендикулярно вектору намагниченности fl09—110]. [c.708]

Ферромагнитный резонанс и анизотропия. Ферриты-гранаты имеют меньшую удельную намагниченность, чем ферриты-шпинели, и большой интерес к ним был вызван в основном их уникальными свойствами в СВЧ-диапазо-пе. Минимальные значения ширины линии ферромагнитного резонанса АН 16 А/м (0,2 Э) были получены в ттриевом феррите-гранате, свободном от примесей редкоземельных ионов. [c.716]

Явление резонанса связано с воздействием переменного поля с частотой f на феррит, подмагинчиваемый постоянным полем Н , направленным под прямым углом к переменному. Спины электронов начинают прецессировать с собственной частотой /д = АЯ , где А — постоянная. Когда частота внешнего электромагнитного ноля / приближается к собственной частоте /д, прецессия возрастает и при / = /д возникает индуцированный ферромагнитный резонанс. Этот Э( х )ект проявляется наиболее сильно, когда векторы Н и Н образуют прямой, угол. Тот же эффект возникает, если частоту внешнего [c.251]

ПОЛЯ поддерживать постоянной, а изменять величину подмагничива-ющего поля Н , поскольку будет изменяться /ц. При резонансе резко возрастает поглощение энергии и при том лишь при определенном — обратном направлении распространения электромагнитной волны в волноводе для волны прямого направления поглощение оказывается значительно меньшим. Резонансное поглощение связано с дополнительными колебаниями узлов кристаллической решетки феррита. На принципе избирательного поглощения при ферромагнитном резонансе основаны СВЧ-у стройства второй группы, так называемые вентильные или невзаимные. Вентильными свойствами могут обладать и устройства первой группы, например, невзаимный фазовращатель. Вентильные свойства феррита характеризуются в первую очередь шириной АН резонансной кривой или линии. Чем уже резонансная линия, тем более эффективно использование феррита. [c.252]

В ферромагнетиках, в отличие от парамагнитных тел, между неспаренными электронами внутренних недостроенных оболочек имеет место сильное обменное взаимодействие, вызывающее упорядоченное расположение их СПИновых магнитных моментов и спонтанное намагничивание доменов до насыщения Это приводит к существенным особенностям в протекании резонансного поглощения высокочастотной энергии ферромагнетиками, которое называют ферромагнитным резонансом. Физическая суть его состоит е том, что под действием внешнего магнитного поля Нд, намагничивающего ферромагнетик до насыщения, полный магнитный момент образца М начинает прецессировать вокруг этого поля с ларморовой частотой ojl, зависящей от Яо (11.25). Если на такой образец наложить высокочастотное электромагнитное поле, перпендикулярное Яо, и изменять его частоту ш, то при ю = i. наступает резкое (резонансное) усиление поглощения энергии поля. Резонанс наблюдается на частотах порядка 20-Г-30 ГГц в полях 4- 10 -А/м (л 5000 Э). Поглощение при этом на несколько порядкоз выше, чем при парамагнитном резонансе, так как магнитная восприимчивость ферромагнетиков (а следовательно, и магнитный момент насыщения М) у них много выше, чем у парамагнетиков. Кроме того, так как в формировании эффективного магнитного поля в ферромагнетиках участвуют размагничивающий фактор и поле магнитной анизотропии, то частота ферромагнитного резонанса оказывается зависящей от формы образца.и,направления поля относительно осей легкого намагничивания. [c.306]

На высоких частотах (500- -1000 Мгц) применяются поликрис-таллические ферриты с гексагональной структурой (с плоскостью легкого намагничивания)—планарные ферриты. Они характеризуются небольшой величиной начальной проницаемости — в пределах 10. Однако ввиду большой кристаллографической анизотропии область естественного ферромагнитного резонанса сдвинута к высоким частотам. [c.40]

Значительные трудности возникают при конструировании СВЧ устройств дециметрового и миллиметрового диапазона волн. Основные трудности на длинных волнах связаны с естественным ферромагнитным резонансом. Как известно, при увеличении длины волны напряженность резонансного поля уменьшается. При достаточно длинных волнах размагничивающие поля оказываются равными внешнему полю. При этом внутреннее поле в образце обращается в нуль. В этих условиях возникает доменная структура, а, следо вательно, и вторая область дисперсии, связанная с процессами вращения векторов намагниченности доменов, с естественным ферромагнитным резонансом. Эксперименты и расчеты показали, что верхняя граница естественного ферромагнитного резонанса зависит от намагниченности феррита и от его поля анизотропии. Поэтому для решения, ,проблемы длинных волн необходимо уменьшение намагниченности и анизотропии ферритов. В ряде случаев этот путь привел к существенным достижениям в области низких частот. В результате замены ионов железа ионами алюминия и хрома были созданы ферриты-алюминаты и ферриты-хромиты магния, со-нетающие малую намагниченонсть и малую константу анизотропии со сравнительно высокой точкой Кюри. Однако по мере уменьшения намагниченности эффективность работы устройств падает. [c.42]

Поэтому была исследована вторая возможность решения проблемы длинных волн , заключающаяся в использовании более резонансных полей. В этих условиях потери от естественного ферромагнитного резонанса не влияют на параметры устройств, так как доменная структура разрушена, а релаксационные процессы, интенсивно протекающие при индуцированном резонансе также отсутствуют, так как не выполнено разонансное условие. [c.42]

Монокристаллы ферритов. Достигнуты успехи в синтезировании монокристаллических веществ, обладающих ничтожно малыми потерями энергии вдали от ферромагнитного резонанса. Это позволило использовать вещества как колебательные контура с высокой добротностью. К их числу относятся монокристаллы иттриевого феррита со структурой типа граната УзРе5012 и литиевого феррита со структурой типа шпинели Ь1о,5ре2,504. [c.43]

Собственная добротность сферических образцов монокристаллов иттриевого граната при комнатной температуре составляет 10—20 тысяч, а литиевого феррита 2—3 тысячи. Высокие добротности колебательных контуров из монокристаллов способствовали тому, что монокристаллы ферритов, находившие до последнего времени применение только при физических исследованиях, стали широко использоваться в различных линейных и не линейных ферритовых СВЧ устройствах. В качестве примера приведены применение монокристаллов в линейных устройствах — узкополосных перестраиваемых СВЧ фильтрах. Волноводный фильтр состоит из двух ортогональнь1х волноводов, связанных ферритовым образцом, чаще всего имеющим форму сферы. Без образца, в силу ортогональности типов волн в волноводах, сигнал из первого волновода не проходит во второй. При помещении в отверстие связи образца намагниченности до насыщения вдоль оси волновода, благодаря гиромагнитным эффектам, энергия с малыми потерями проходит во второй волновод. Полоса пропускания фильтра определяется нагруженной шириной линии ферромагнитного резонанса образца феррита. Меняя величину намагничивающего образца поля можно легко перестраивать фильтр в широкой полосе частот. Такие устройства находят применение в различных СВЧ системах сантиметрового диапазона волн. [c.43]

Ряд проблем миллиметровых и субмиллиметровых устройств СВЧ решается с помощью применения квазимонокристаллических или, так называемых, текстурованых гексагональных ферритов. По мере уменьшения длины электромагнитной волны напряженность постоянного магнитного поля, необходимого для возбуждения ферромагнитного резонанса, возрастает. В длинноволновой части миллиметрового диапазона волн для работы резонансных устройств необходимы поля напряженностью 15- -20 кгс. Магнитные системы, с помощью которых создаются такие поля, являются [c.43]

Мин. потери энергии распространяющейся М. в. определяются процессами магн. релаксации спинов (магн. моментов) — шириной линии однородного ферромагнитного резонанса АН. Диссипативные потери учитываются в ур-ниях движения магн. моментов введением соответствующего релаксац. члена в ур-ние Ландау — Лифшица. Декремент пространств, затухания М. в, определяется при этом мнимой частью волнового числа 1т /с = 8Q/vg, где бй — ширина линии М. в., пропорциональная АН. Потери М. в. относят обычно к времени групповой задержки сигнала g = = Livg, где Ь — расстояние, проходимое импульсом М. в., так что изменение мощности М. в. P(L) описывается ф-лой [c.7]

Ферромагнитный резонанс, Антиферромагнитный резонанс) при движении электронов проводимости в магн. поле (см. Циклотронный резонанс) В пр. Интервалн между уровнями энергии, изучаемые в Р., обычно соответствуют диапазону СВЧ (10 —3-10 Гц), а в случае ЯМР и ЯКР — диапазону ВЧ (10 —3-10 Гц). Столь малые интервалы, как правило, не удаётся разрешить в оптич, и ИК-спектрах, их можно зарегистрировать только методами Р. [c.234]

ФЕРРИМАГНЙТНЫЙ РЕЗОНАНС —резонансное поглощение ЭЛ.-магн. энергии ферримагпетиком, находящимся в пост. магн. поле. Наблюдался впервые Хьюиттом (W. И. Hewitt) в ферритах в 1949, вскоре после наблюдения (1946) ферромагнитного резонанса в металлах. [c.290]

Движение ДГ приводит также к т. и. неоднородному ферромагнитному резонансу (резонансу ДГ). Он может возникать лишь при отклонении вектора М от плоскости ДГ, что приводит к появлению магн. зарядов , а следовательно, и появлению магнитостатич. энергии, обусловливающей инерционные свойства ДГ (напр., их эфф. массу т, составляющую для мн. ферромагн. веществ ок. 10 г/см ). Обычно ДГ испытывает воздействие квази-упругой возвращающей силы, коэффициент к к-рой может быть оценён по нач. восприимчивости ферромагнетика Хо согласно ф-ле к= МЦх О. где D — ср. размер домена, М,—намагниченность насыщения. Благодаря этой квази-упругой силе ДГ обладает собственной частотой (Во = = (kjm y . Для ферромагнетиков с йзгЮ см, Хо =Ю, Л/ йЮ Гс имеем А яг Ю эрг/см , что даёт Шо 3,5 10 с . Резонанс ДГ стал мощным методом исследования их тонкой структуры, связанной с существова- [c.305]

Важная роль Ф. д. и ДС связана также с тем, что наличие неоднородного магк. состояния существенно сказывается на ряде фяз. явлений, в числе к-рых распространение и поглощение упругих и спиновых воли, ферромагнитный резонанс, Мёссбауэра эффект, электропроводность и др. кроме того, наличие ДС влияет на процессы намагничивания и определяет генезис формирования таких практически важных характеристик ферромагнетиков, как эл.-магн. потери, намагниченность остаточная, коэрцитивная сила и др. [c.306]

ФЕРРОМАГНИТНЫЙ РЕЗОНАНС —резонансное поглощение эл.-магн. энергии ферромагнетиком, один из видов электронного магнитного резонанса в твёрдом теле. От электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) Ф. р. отличается тем, что поглощение энергии при Ф. р. на много порядков сильнее и условие резонанса (связь между резонансной частотой перем. поля и величиной пост. магн. поля) существенно зависит от формы образцов. Эти отличия вызваны тем, что Ф. р. является коллективным эффектом элементарные магн. моменты ферромагнетика сильно связаны и поглощение анергии происходит в результате взаимодействия перем. поля с суммарными магн. моментами макроскопич. объё.мов вещества. Поэтому описание Ф. р. возможно в рамках классич. макроскопич. теории. Термин Ф. р. иногда распространяют и на магн. резонанс в ферримагнетиках, поскольку теория Ф. р. применима к одному из типов колебаний намагниченности в ферримагнетиках. Однако резонанс в ферримагнетиках имеет ряд особенностей (см. Ферримагпитиый резонанс). Однородные колебания намагниченности, происходящие при Ф. р., могут рассматриваться как предельный случай элементарных возбуждений магн. системы ферромагнети-К 1—спиновых волн при волновом числе /f O. [c.306]

Процессы релаксации при ферромагнитном резонансе, к-рые феноменологически учитываются параметрами диссипации а или со, и определяют величины Д// и (Xpej", могут быть подразделены на спин-спиновые и спин-решё-точные. Первые осуществляют передачу энергии от непосредственно возбуждаемого при Ф. р. однородного типа колебаний другим, неоднородным колебаниям матн. (спиновой) системы ферромагнетика—спиновым волнам. Вторые приводят к передаче энергии от магн. системы кри-сталлич. решётке, причем эта передача может происходить непосредственно (прямая спин-решёточная релаксация) или через др. подсистемы (косвенная спин-решёточная релаксация). Спин-спиновые процессы, в свою очередь, делятся на собственные (к-рые могут протекать и в идеальном кристалле) и несобственные (обусловленные дефектами). [c.308]

Рис. 5. Зависимость частоты ферромагнитного резонанса в сфере больщою (3,72 мм) диаметра or внешнего постоянного магнитного поля. Штриховая линия — ки пелевская час1 ота 7 Н , штрих-пунктир — частота электромагнитных колебаний сферы с ц=1 кружки — эксперимент на частоте 9,3 ГГц.

Рк. 6. Доменная структура и частбты ферромагнитного резонанса к малой сфере из кубического ферромагнетика при К, <0 ( 1—первая константа анизотропии). [c.309]

Нелинейные явления при ферромагнитном резонансе. Ур-ние движения намагниченности (1) нелинейно, и при достаточно больших амплитудах перем. магн. поля возникают многочисл. нелинейные явления. Они подразделяются на два вида одномодовые и обусловленные нелинейной связью между разл. типами колебаний (модами). Явления первого вида обусловлены прежде всего тем, что, как следует из ур-ния (1), длина вектора М сохраняется, т. е. конец его при колебаниях движется по поверхности сферы. При этом проекция намагниченности на направление [c.309]

Рнс. 7. Ферромагнитный резонанс при больших амплитудах пере-меиного магнитного ноля [c.310]

Оно определяет ширины магн. резонансов (см. Антифер-ромагнитный резонанс, Ферромагнитный резонанс), резонансное взаимодействие между фононом и магноном — причина т. н. ферроакустического резонанса. [c.339]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...