磁性测量剖析.ppt

磁 性 测 量 概 论（共 50 页） 磁 性 磁 性 测 量 磁 性 测 量 概 论 希望 澄清一些磁学计量概念 帮助 了解数据的来源 全面 掌握数据的测量方法 促进 研究磁性的测量理论与测量技术 磁 性 测 量 概 论 磁 性 磁性的起源：原子 磁矩 磁 性 磁性的起源：原子 磁矩 磁 性 磁有序的起源：交换相互作用 磁 性 物质的磁性（内禀） 磁 性 物体的磁性（表观@内禀） 磁 性 测 量 磁性测量的现状 磁 性 测 量 磁性测量原则 磁 性 测 量 磁性测量原理 磁 性 测 量 电磁感应原理 磁 性 测 量 物理效应之一：磁－电 磁 性 测 量 物理效应之二：磁－光 磁 性 测 量 物理效应之三：磁－力（声） 磁 性 测 量 物理效应之四：磁－热 磁 性 测 量 物理效应之五：磁－磁 磁 性 测 量 磁相关共振 磁 性 测 量 磁性测量: 技 术 磁 性 测 量 磁性测量: 传统 仪 器 磁 性 测 量 磁性测量: 传统 仪 器 磁 性 测 量 磁性测量: 传统 仪 器 磁 性 测 量 磁性测量: 传统 仪 器 磁 性 测 量 磁性测量：虚拟 仪 器（VI） 磁 性 测 量 磁性测量：虚拟 仪 器 磁 性 测 量 磁性测量：虚拟 仪 器 再谈磁性测量的现状 什么是 “磁性” （ZHAO）不仅仅是：Magnetic Property of … 自旋与轨道磁矩的测量 自由粒子的磁矩：－基本解决 自旋与轨道磁矩的测量 自由粒子的磁矩：－基本解决 自旋与轨道磁矩的测量 凝聚体的原子核磁矩：－基本解决 磁结构与相互作用 磁结构－有效方法不多－点阵分辨 应该注意的问题 逻辑 一个人的能力不在于 学会了 多少知识而在于 学会了 使用 多少知识 磁结构与相互作用 磁结构－有效方法不多－点阵分辨 磁结构与相互作用 交换相互作用－磁结构 各种磁场的测量 物体外的磁场－空间 各种磁场的测量 物体内的磁场－办法不多 各种磁场的测量 物体内的磁场－办法不多 宏观磁性能的测量 直流磁性能－解决相当好 自旋极化率的测量 自旋极化率的定义 动态磁化过程 动态磁化过程的定义 磁成像技术 杂散磁场成像：－限于物体表面 磁成像技术 磁矩成像：－磁矩大小、方向 磁成像技术 磁矩成像：－表面 磁成像技术 磁矩成像：－表面 磁性相变的测量 热激活、压力、外磁场引起的相变 小尺度系统的磁性 目前状态－正在探索 再谈4 原子核磁矩的测量途径：与自由粒子的原子核磁矩相同 1、原子核磁矩本身的特性： 中子散射：核磁矩与中子磁矩的相互作用（高角） 核磁共振：核磁矩基态亚能级（Zeeman能级）之间跃迁 2、原子核磁矩与电子的相互作用： 由于磁超精细相互作用的存在： M?ssbauer效应：核磁矩基态与激发态之间的能级跃迁； 电子自旋共振（ESR）、光谱超精细结构、 ?－SR 1、磁结构的定义： 再谈5 针对材料而言；原子磁矩的空间（几何）位置、相对取向。 2、比较有效的（直接）方法： 目前只有中子衍射是测定材料磁结构的有效方法。 磁二色谱：元素分辨，提高空间位置分辨率 相变方法：磁共振、各种宏观磁性测量技术 3、其它可以使用的方法： NMR、M?ssbauer谱 谨慎 原命题：如果A成立 ? B成立；（A是B的充分条件） 逆命题：如果B ? A成立；（A是B的必要条件） 否命题：如果A不成立 ? B不成立；（A是B的必要条件） 逆否命题：如果B不成立 ? A不成立；（A是B的充分条件）原命题与逆否命题一定为真；逆命题和否命题不一定为真； 所有命题都为真，则A是B的充分必要条件（充要条件） 设“A”＝“具有铁磁性”； “B”＝“存在磁滞迴线” 如果“具有铁磁性”必然“存在磁滞迴线” 如果“存在磁滞迴线”不一定“具有铁磁性” M T H M 反铁磁性？ 超顺磁性？ 自旋玻璃？ … 铁磁性？ 亚铁磁性？ 超顺磁性？ … 充分条件非必要条件 相变方法：－温度依赖关系 ＋ 理论 再谈6 1、磁共振方法：可以分辨磁性与非磁性；包括（M?ssbauer谱测量铁磁－顺磁转变：谱线劈裂、ESR、FMR、NMR等） 2、宏观磁性测量技术： 测量材料的磁化率－温度曲线。根据曲线的特征判断磁结构。属于总体平均结果，不是原子点阵分辨的，只能（定性）说明材料整体处于何种磁结构 再谈7 超精细相互作用：磁共振技术、光谱 宏观磁偶极作用：（大块材料）力学测量 自旋－轨道耦合：ESR、磁二色谱 磁偶极作用－？ 微观磁偶