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磁性物理学 综述,绪论 第一章:物质磁性概述 * 磁性物理学 王登京 极地光 《宋書?禮志》(梁?沈約 撰) 鬼谷子云:「鄭人取玉,必載司南,為其不惑也。」 晋《古今注》 指南車起於黃帝。與蚩尤戰於涿鹿之野,蚩尤作大霧,兵士皆迷,於是作指南車以示四方,遂擒蚩尤。 一、磁学与磁性材料的发展史 方家以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也,水浮多荡摇。指爪及碗唇上皆可为之,运转尤速,但坚滑易坠,不若缕悬为最善。其法取新纩中独茧缕,以芥子许蜡,缀于针腰,无风处悬之,则针常指南。其中有磨而指北者。余家指南、北者皆有之。磁石之指南,犹柏之指西,莫可原其理。 宋 沈括《梦溪笔谈》 18世纪 奥斯特 电流产生磁场 法拉弟效应 在磁场中运动导体产生电流 ,安培定律 构成电磁学的基础 ,电动机、发电机等开创现代电气工 业 1907年 P.Weiss的磁畴和分子场假设 1919年 巴克豪森效应 1928年 海森堡模型,用量子力学解释分子场起源 1931年 Bitter在显微镜下直接观察到磁畴 1933年 加藤与武井发现含Co的永磁铁氧体 1935年 荷兰Snoek发明软磁铁氧体 1935年 Landau和Lifshitz考虑退磁场, 理论上预言了 磁畴结构 1946年 Bioembergen发现NMR效应 1948年 Neel建立亜铁磁理论 1954-1957年 RKKY相互作用的建立 1958年 M?ssbauer效应的发现 1960年 非晶态物质的理论预言 1964年 Kondo effect 近藤 1965年 Mader和Nowick制备了CoP铁磁非晶态合金 1970年 SmCo5稀土永磁材料的发现 1984年 NdFeB稀土永磁材料的发现 Sagawa(佐川) 1986年 高温超导体,Bednortz-muller 1988年 巨磁电阻GMR的发现 1994年 CMR庞磁电阻的发现,Jin等LaCaMnO3 1995年 隧道磁电阻TMR的发现,T.Miyazaki 2007-10-09 法国科学家艾尔伯·费尔和德国科学家皮特·克鲁伯格因发现巨磁电阻效应获2007年诺贝尔物理学奖。 3. 交换作用模型: 定义磁化率 有 或者 -顺磁居里温度 关于磁学的主要理论: 1. 顺磁性的居里定律(居里-外斯定律): 两个假设:分子场假设和磁畴假设 外斯的分子场理论: 4. 局域电子模型和巡游电子模型: 5. 自旋涨落理论: 当前磁学发展的一些方向: 1、新一代永磁材料研究; 2、新型磁记录材料研究; 3、生物磁性研究; 4、超微结构领域磁性研究 5、磁电子学 目的:初步掌握磁学的基本知识;理解各类物质磁性的起源和微观机理;理解强磁性物质有关的永磁现象,磁结构及其相关理论;了解磁性在现代技术中的应用,提高物质磁性的途径。为开发新型磁性材料打下良好的基础。 二、学习内容和研究方法 需要基础和相关领域知识: 电磁学,原子物理学,量子力学,热力学和统计物理,固体物理 参考书: 磁性物理 宛德福 编 铁磁学(上、中册)戴道声等 编 铁磁性物理 近角聪信 编 Modern magnetic materials Robert C. O’Handley 主要内容: 教材一、二、三、四、五章,六、七章选讲,其余自学。包括: 1. 磁学基础知识; 2. 磁性起源; 3. 自发磁化理论; 4. 磁晶各项异性和磁致伸缩; 5. 磁畴结构及其理论。 6. 技术磁化。 磁学研究方法: 1. 关于理论研究: (1)应用量子力学,根据微观粒子性能,研究各 种状态及其 能量; (2)应用统计物理确定系统的配分函数;再根据热力学与统计物理的关系,确立在热力学平衡态下的有关参量。 2. 实践中研究方法: (1)考虑最主要作用,忽略次要作用; (2)不考虑磁体内的微观结构,根据热力学的一般规
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