Сперомагнетизм

Сперомагнети́зм (от др.-греч. σπείρω — рассеивать, «равновероятно распределённый по всем направлениям», и магнетизм) — магнитное состояние аморфных магнитных материалов, в котором равновесные ориентации магнитных моментов хаотически распределены в материале.

Физические основы

Файл:Спонтанная намагниченность Сперомагнетизм 1.svg

Рис. 1. Спонтанная намагниченность сперомагнетиков (стрелками обозначены магнитные моменты)

В некоторых магнитных материалах (магнетиках) в существенном диапазоне температур магнитные моменты небольших объёмов, физической причиной появления которых являются отдельные атомы или ионы, кластеры из атомов или макрогранулы, расположены хаотически, причём суммарная намагниченность таких магнетиков равна нулю, а корреляция между магнитными моментами резко убывает с расстоянием и отсутствует уже на расстояниях нескольких межатомных промежутков . Такие магнетики называются сперомагнетиками.

На рисунке 1 схематически показаны хаотическое распределение векторов магнитных моментов сперомагнетика. Видно, что суммарная намагниченность объёма такого материала равна нулю, то есть $\sum _{i}^{N}{\overrightarrow {M_{i}}}=0$.

Примером сперомагнетиков могут служить аморфное вещество ${\ce {YFe2}}$, а также аморфные системы, расположенные в диамагнитном окружении, в частности, ${\ce {Dy - Cu}}$, ${\ce {Tb - Ag}}$, а также ряд спиновых стёкол (например, ${\ce {CuMn}}$) , аморфных магнитных диэлектриках (${\ce {FeF3}}$), и т. д.

Сперомагнетические свойства можно обнаружить с помощью методов мёссбауэровской спектроскопии.

Температура сперомагнитного упорядочивания определяют по размытию максимума магнитной восприимчивости. Поскольку в сперомагнетике присутствует бесконечно большое число расположений магнитных моментов, обладающих спонтанной намагниченностью с одной и той же энергией, то существует и большое число равновероятных метастабильных состояний, а переход между ними является причиной термического гистерезиса намагниченности и, как следствие, временной нестабильности магнитных свойств. В таких метастабильных состояниях все локальные распределения магнитных моментов всех локальных ионов, локально окружающих данный выбранный ион, различаются. Эти состояния называют фрустрированными.

Сперомагнетизм не следует путать со сперимагнетизмом.

Файл:Сперомагнетизм 2.svg

Рис. 2. Взаимосвязь между разновидностями магнетизма (по К. М. Хёрду)

На рисунке 2 показана взаимосвязь разновидностей магнетизма согласно классификации К. М. Хёрда.

Сперомагнетики применяются в технике, медицине, системах автоматического управления, магнитных покрытиях, компонентах, устройствах и методах неразрушающего контроля.

Литература

• Бозорт Р. М. Ферромагнетизм. — Москва : Изд. иностранной литературы, 1956.
• Mattis D. С. The theory of magnetism. — Berlin: Springer-Verlag, 1981.
• Хёрд К. М. Многообразие видов магнитного упорядочения в твёрдых телах. // Успехи физических наук, 1984, Т. 142, № 2, C. 331—355.
• Вонсовский С. В. Магнетизм. — Москва : Наука, 1984.
• Преображенский А. А., Бишард Е. Г. Магнитные материалы и элементы : учебник для вузов. — Москва : Высшая школа, 1986.
• Зайкова В. А., Старцева И. Е., Филиппов Б. Н. Доменная структура и магнитные свойства электротехнических сталей. — Москва : Наука, 1992.

Ссылки

• [Pletnyov_S._V. Магнитное поле: Свойства и применение]

Одним из источников, использованных при создании данной статьи, является статья из википроекта «Рувики» («ruwiki.ru») под названием «Сперомагнетизм», расположенная по адресу: — «https://ru.ruwiki.ru/wiki/Сперомагнетизм» Материал указанной статьи полностью или частично использован в Циклопедии по лицензии CC-BY-SA 4.0 и более поздних версий. Всем участникам Рувики предлагается прочитать материал «Почему Циклопедия?».