Эффекты физики магнитных явлений 1 Магнитооптический эффект Фарадея

Эффекты физики магнитных явлений 1. Магнитооптический эффект Фарадея, приводящий к повороту плоскости поляризации луча света, проходящего через магнитное вещество

2. Эффект магнитокристаллографической анизотропии , приводящий к зависимости магнитных свойств тела от направления приложенного магнитного поля , как следствие воздействия кристаллического поля образца. 3. Явление гигантской магнитострикции – • Существенное изменение объема и линейных размеров тела при намагничивании. 4. Эффект гигантского магнетосопротивления

• 5. Магнитокалорический эффект , который заключается в изменении температуры магнитного материала при его намагничивании или размагничивании во внешнем магнитном поле в адиабатических условиях • (при отсутствии теплового обмена с окружающей средой)

Классификация магнитных материалов по восприимчивости Диамагнетики Cu 0, 11*10 -5 Au 0, 19*10 -5 Pb 0, 18*10 -5 Парамагнетики Al 5 0, 82*10 - Ca 1, 40*10 -5 Ta 1, 10*10 -5 Ферромагнетики Fe 102 >

Магнитная анизотропия магнитокристаллическая Энергия магнитокристаллической анизотропии имеет минимум, когда намагниченность направлена вдоль лёгких осей. Для железа <100> направление лёгкого намагничивания (требуются небольшие поля, чтобы достичь насыщения), <111> и <110> направления трудного намагничивания.

Магнитная анизотропия • Для Ni (ГЦК) – лёгкой осью является направление <111>, а тяжёлой осью <100>. • Кобальт (Co), обладающий структурой ГПУ, имеет только одну ось лёгкого намагничивания [0001], перпендикулярную плоскости плотной упаковки, что ведёт к одноосной анизотропии.

• Кристаллическая анизотропия связана с энергией кристалла. Она необходима для поворота вектора намагничивания из направления легкого намагничивания в другое направление. • Высокая кристаллическая анизотропия служит предпосылкой для большой коэрцитивной силы у материалов для постоянных магнитов.

• Магнитная анизотропия, связанная с формой магнитного материала. Обусловлена размагничивающим полем внутри материала. • Значительна , когда вдоль одного направления наблюдается нанометровый масштаб. • Анизотропия напряжений- механические напряжения , возникающие при растяжении и сжатии влияют на намагниченность. (Эффект Джоуля) • Доминирующим всегда является только один тип анизотропии •

Гигантское магнетосопротивление • Электросопротивление материалов изменяется под действием магнитного поля. В ферромагнетике в отсутствие внешнего магнитного поля образуются домены, внутри которых магнитные моменты параллельны. При включении поля магнитные домены исчезают, и весь образец намагничивается, то-есть превращается в единый домен. • Электросопротивление ферромагнетика до и после намагничивания различно.

Сверхрешетка • Сверхрешетка – это чередующиеся слои толщиной в несколько атомов различных материалов с похожей кристаллической структурой

Сверхрешетка

В ферромагнитных материалах выделяют два типа электронов в зависимости от ориентации их спина. Если ориентация спина не совпадает с магнитным моментом слоя (АФМ- конфигурация ) , то электрон не может попасть в этот слой , и электросопротивление становится больше. После перехода конфигурации в ферромагнитную(ФМ) при возрастании внешнего магнитного поля электрон способен перескочить в смежный слой , сопротивление значительно уменьшится. Это называется гигантским магнетосопротивлением ( ГМС ).

Спин - вентили • Два магнитных слоя разделены немагнитной прослойкой. Магнитный момент одного слоя закреплен антиферромагнитным слоем (АФМ) с фиксированным направлением магнитного момента. • Намагниченность второго слоя может меняться под действием внешнего магнитного поля. • При помещении такого “сэндвича “ даже в слабое магнитное поле , верхний слой меняет конфигурацию магнитных моментов вслед за полем, выстраивая её антипараллельно нижнему слою. • Это и есть гигантское магнетосопротивление. • На основе таких элементов созданы магниторезистивные головки в жестких дисках с плотностью записи 100 Гбайт/кв. дюйм.

Магнитный туннельный переход • Магнитный туннельный переход происходит в структуре, состоящей из двух слоев ферромагнетика , разделенных изолятором. Толщина изолятора менее 2 нм, поэтому электрон может туннелировать через него. • В ферромагнитном материале энергия электронов с различным направлением спинов различна, вероятность туннелирования будет различной.

Ячейка памяти • Ячейка сформирована на пересечении разрядной и числовой шин. Она состоит из структуры с магнитным туннельным переходом , которая отвечает за хранение информации, и транзистора , с помощью которого организована адресация.