铁磁共振与旋磁学

1、铁磁共振与旋磁性 1磁共振 2磁矩进动方程与受迫进动 3共振峰宽度与铁磁共振频率 目录 | CONTENT 3 一、磁共振 4 一、磁共振 5 一、磁共振 3.3.磁共振的类型：磁共振的类型： 磁共振类别磁共振类别磁共振源磁共振源一般共振频段一般共振频段涉及磁性涉及磁性 顺磁共振电子自旋磁矩微波顺磁性 铁磁共振电子自旋磁矩微波铁磁性 亚铁磁共振电子自旋磁矩微波-远红外亚铁磁性 反铁磁共振电子自旋磁矩微波-远红外反铁磁性 核磁共振原子核磁矩射频原子核磁性 穆斯堡尔效应原子核磁矩等原子核磁性等 回旋共振电子电荷微波-远红外抗磁性 离子回旋共振离子电荷射频抗磁性 6 二、磁矩进动方程与受迫进动 当铁

2、磁体处于直流磁场与高频交变磁场的同时作用下时，铁磁体内 发生一系列新的现象旋磁性与共振吸收。 l 旋磁性：铁磁体在相互垂直的恒磁场和(微波)交变磁场作用下某方向 的交变磁感应，不仅与同方向上交变磁场有关，也会与垂直方向的交 变磁场相关，而使得磁导（化）率表现出张量形式，称为旋磁性。 l 铁磁共振：铁磁物质在一定的外加恒定磁场和一定频率的微波磁场中， 当满足共振条件时产生强烈吸收共振的现象，称为铁磁共振。 7 二、磁矩进动方程与受迫进动 totalHexKd EEEEEE effextexchangeKd HHHHHH 0seff LMH 8 二、磁矩进动方程与受迫进动 dP L dt 0Ms

3、P s seff dM MH dt 0 2 e e g m 9 二、磁矩进动方程与受迫进动 () 0 xyz yzxxz z yx i mm H i mM hm H dM m h dt 10 二、磁矩进动方程与受迫进动 s seffd dM MHT dt 2 () sse d ff s MMH M 2 () sse d ff s MMH M 11 二、磁矩进动方程与受迫进动 2 () dsse d ff s TMMH M 0 1 dseff TMH 1 , , 2 () () z dz x y dx y MM T M T 12 二、磁矩进动方程与受迫进动 () 00 xyz z ijk dM

4、MHmmM dt H 2 2 2222 22 d d , dd y x zxzy m m H mH m tt 00 , , i ti t xxyyz mm emm eMC 13 二、磁矩进动方程与受迫进动 0 0 xzy zxy i mH m H mi m 0 0 22 z fH 14 二、磁矩进动方程与受迫进动 sin ss MABAOM 0 sinsin s ss M MM tt 0 s s dM M dt A B O d Ms 0z H Hz 15 二、磁矩进动方程与受迫进动 i t xyz hh ih jh k e i ti ti t xyzz Mim ejm ek Mm e s MM

5、m i ti ti t effxyzz Hih ejh ek Hh e 16 二、磁矩进动方程与受迫进动 ij b=h+4 m=h z b xxay yaxy z bhih bihh h 0 0 001 a i ja i i , aaa ii ij 0 0 000 a a i i 17 二、磁矩进动方程与受迫进动 3 3. .有有阻尼受迫进动阻尼受迫进动( (续）：续）： （9） （10） （11） （12） 2 22222 00 0 222 0 222 0 2 z 4 12 4 4 8 a a MHH D MH D H D H D 2 2 2222 0 2 0 1 2 2 0zz 22 4

6、1+ DH HHH M 18 二、磁矩进动方程与受迫进动 19 二、磁矩进动方程与受迫进动 0 0 cos sin x y hht hht 0 xax yay z bh bh b 20 二、磁矩进动方程与受迫进动 00 00 001 a i ja a 2 2222 0 2 4 12 4 zz z MHH D H D 21 二、磁矩进动方程与受迫进动 4.4.正负园偏振交变磁场作用下的张量磁导率（续）：正负园偏振交变磁场作用下的张量磁导率（续）： 只有正圆偏振（右旋）存在频散和吸收，对负圆偏振（左旋），频率 影响不大。 22 三、共振峰宽度和铁磁共振频率 +2 2 z 2 0 16 = 4 H

7、共振测量一般是固定微波 频率，改变恒磁场数值。 23 三、共振峰宽度和铁磁共振频率 实际材料： 由此可见：弛豫过程是非常短暂的，其机理尚不完全 清楚，比较可以肯定的是：通过自旋晶格耦合使磁距一 致进动的能量直接转化为声子；或先通过自旋自旋耦合， 使磁距的一致进动转变为非一致进动，磁距的非一致进动 再通过自旋晶格耦合转变为声子，总之都转变为晶格的 热振动，使材料的温度升高。 41610 10 10 A m1010sH 1.1.共振峰宽度：共振峰宽度： 24 三、共振峰宽度和铁磁共振频率 2.2.各种因素对铁磁共振频率的影响：各种因素对铁磁共振频率的影响： （1）退磁场（形状各向异性）的影响： （2）磁晶各向异性的影响：（共振频率和磁场取向有关） （3）未饱和磁化的影响；当微波频率较低，相应的共振磁场不足以使铁 磁体饱和磁化时，由于磁畴形状和磁距取向的差别，其共振频率不会是 单一的，而