铁氧体的自旋波量子论文

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1、本科毕业论文第26页共26页1绪论1.1铁磁性的定义和由来铁磁性，是指物质中的相邻原子或离子磁矩由于它们之间的相互作用而在某些区域中大致按同一方向排列，当所施加磁场强度增大时，这些区域的合磁矩定向排列程度会增加到某一极限值的现象。　过渡族金属（如铁）及它们的合金和化合物所具有的磁性叫做铁磁性在铁磁性物质内部，如同顺磁性物质，有很多未配对电子。由于交换作用（exchangeinteraction），这些电子的自旋趋于与相邻未配对电子的自旋呈相同方向。由于铁磁性物质内部又分为很多磁畴，虽然磁畴内部所有电子的自旋会单向排列，造成“饱合磁矩”，磁畴与磁畴之间

2、，磁矩的方向与大小都不相同。所以，未被磁化的铁磁性物质，其净磁矩与磁化矢量都等于零。[1]　假设施加外磁场，这些磁畴的磁矩还趋于与外磁场呈相同方向，从而形成有可能相当强烈的磁化矢量与其感应磁场。本科毕业论文第26页共26页随着外磁场的增高，磁化强度也会增高，直到“饱和点”，净磁矩等于饱合磁矩。这时，再增高外磁场也不会改变磁化强度。假设，现在减弱外磁场，磁化强度也会跟着减弱。但是不会与先前对于同一外磁场的磁化强度相同。磁化强度与外磁场的关系不是一一对应关系。磁化强度比外磁场的曲线形成了磁滞回线。[2]　假设再到达饱和点后，撤除外磁场，则铁磁性物质仍能保

3、存一些磁化的状态，净磁矩与磁化矢量不等于零。所以，经过磁化处理后的铁磁性物质具有“自发磁矩”。1.2铁性材料存在长程序　即磁畴内每个原子的未配对电子自旋倾向于平行排列。因此，在磁畴内磁性是非常强的，但材料整体可能并不体现出强磁性，因为不同磁畴的磁性取向可能是随机排列的。如果我们外加一个微小磁场，比如螺线管的磁场会使本来随机排列的磁畴取向一致，这时我们说材料被磁化。材料被磁化后，将得到很强的磁场，这就是电磁铁的物理原理。[3]1.3铁氧体铁氧体是一种具有铁磁性的金属氧化物，在自然界中形成于熔融的岩浆侵入到不纯的灰岩或白云岩中经接触变质作用形成的。有些出

4、现在富铝的基性岩浆岩中。宝石级尖晶石则主要是指镁铝尖晶石，是一种镁铝氧化物。晶体形态为八面体及八面体与菱形十二面体的聚形。颜色丰富多彩，有无色、粉红色、红色、紫红色、浅紫色、蓝紫色、蓝色、黄色、褐色等。尖晶石的品种是依据颜色而划分的，有红、橘红、蓝紫、蓝色尖晶石等。玻璃光泽，透明。贝壳状断口。淡红色和红色尖晶石在长、短波紫外光下发红色荧光。铁氧体是由铁的氧化物及其他配料烧结而成。一般可分为永磁铁氧体和软磁铁氧体两种。[2]本科毕业论文第26页共26页　永磁铁氧体又叫铁氧体磁钢，就是我们平时见到的黑色小磁铁。其组成原材料主要有氧化铁、碳酸钡或碳酸锶。充

5、磁后，残留磁场的强度很高，并可以长时间保持残留磁场。通常用作永久磁铁材料。例如：扬声器磁铁。软磁铁氧体是由三氧化二铁和一种或几种其他金属氧化物（例如：氧化镍、氧化锌、氧化锰、氧化镁、氧化钡、氧化锶等）配制烧结而成。之所以称之为软磁，是因为当充磁磁场消失后，残留磁场很小或几乎没有。通常用作扼流圈，或中频变压器的磁芯。这和永磁铁氧体是完全不同的。　按照磁学性质和应用情况的不同，铁氧体可分为：软磁、永磁、旋磁、矩磁、压磁等五种类型。一、软磁材料　这类材料在较弱的磁场下，易磁化也易退磁，如锌铬铁氧体和镍锌铁氧体等。软磁铁氧体是目前用途广，品种多，数量大，产值

6、高的一种铁氧体材料。它主要用作各种电感元件，如滤波器磁芯、变压器磁芯、无线电磁芯，以及磁带录音和录像磁头等，也是磁记录元件的关键材料。二、永磁铁氧体　一种具有单轴各向异性的六角结构的化合物。主要是钡、锶、铅三种铁氧体及其复合的固溶体。有同性磁和异性磁之分。由于这类铁氧体材料在外界磁化场消失以后，仍能长久地保留着较强的恒定剩磁性质，可以用于对外部空间产生恒稳的磁场。其应用很广泛，例如：在各类电表中、发电机、电话机、扬声器、电视机和微波器件中作为恒磁体使用。三、硬磁材料　铁氧体硬磁材料磁化后不易退磁，因此，也称为永磁材料或恒磁材料。如钡铁氧体、钢铁氧体等

7、。它主要用于电信器件中的录音器，拾音器、扬声器，各种仪表的磁芯等。四、旋磁材料本科毕业论文第26页共26页　磁性材料的旋磁性是指在两个互相垂直的稳恒磁场和电磁波磁场的作用下，平面偏振的电磁波在材料内部虽然按一定的方向传播，但其偏振面会不断地绕传播方向旋转的现象。金属、合金材料虽然也具有一定的旋磁性，但由于电阻率低、涡流损耗太大，电磁波不能深入其内部，所以无法利用。因此，铁氧体旋磁材料旋磁性的应用，就成为铁氧体独有的领域。旋磁材料大都与输送微波的波导管或传输线等组成各种微波器件。主要用于雷达、通信、导航、遥测等电子设备中。五、矩磁材料　这是指具有矩形磁

8、滞回线的铁氧体材料。它的特点是，当有较小的外磁场作用时，就能使之磁化，并达到饱和，去掉外磁场后，磁性仍然保持