Anisotropía magnética
La versión actual de la página aún no ha sido revisada por colaboradores experimentados y puede diferir significativamente de la versión revisada el 17 de abril de 2021; la verificación requiere 1 edición .La anisotropía magnética es la dependencia de las propiedades magnéticas de un ferroimán de la dirección de magnetización con respecto a los ejes estructurales del cristal que lo forma . Es causado por interacciones relativistas débiles entre átomos, como espín-órbita y espín-espín [1] .
Forma de energía de anisotropía por tipo de cristal
Teoría microscópica
El hamiltoniano y la transición a la teoría macroscópica
La descripción de la anisotropía magnética en la teoría macroscópica del magnetismo se suele realizar introduciendo la energía de la anisotropía magnética. Puede obtenerse a través del hamiltoniano de un sistema de átomos por el método de las perturbaciones , en el que el papel de las pequeñas perturbaciones lo juegan las interacciones relativistas, pero también su forma general puede obtenerse a partir de la simetría cristalográfica del cristal [1] .
El hamiltoniano de un sistema de espines , teniendo en cuenta la anisotropía más simple, se suele representar de la forma
![{\displaystyle {\mathcal {H}}_{an}=-\sum_{n}{\mathcal {J}}_{k}S_{n}^{k}S_{n+\delta }^{k }-{\frac {1}{2}}\sum _{n}[{\mathcal {K}}_{1}(S_{n}^{1})^{2}+{\mathcal {K } }}_{2}(S_{n}^{1})^{2}],}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/682a921eec2bdca9d91c7bb3f8f0aa7670204a18)
donde el índice n enumera los espines en la red cristalina, pasa por los vecinos más cercanos del enésimo espín S n , y el índice corresponde a las coordenadas cartesianas rectangulares x , y y z . La primera suma en esta expresión se pone en correspondencia con la denominada anisotropía de intercambio, y la segunda con la de un solo ion. Los coeficientes y determinar la contribución de cada uno de ellos a lo largo del eje correspondiente. La anisotropía de intercambio suele ser bastante pequeña y juega el papel de una pequeña adición a la interacción de intercambio hamiltoniana . Para los ferromagnetos , esta suma suele escribirse como la suma de los productos escalares de espines adyacentes:
Se postula que es posible pasar a la energía de un imán reemplazando el operador de espín por un valor igual al momento magnético por un sitio de la red cristalina , donde a es la constante de red , es el magnetón de Bohr , M s es la magnetización de saturación , y es el vector unitario codireccional a la magnetización, y la expansión de la magnetización en una serie de Taylor cerca del sitio de red [2] . La dependencia de la densidad de energía total de un imán en los términos anisotrópicos se puede representar como
Notas
- ↑ 1 2 Landau L. D., Lifshits E. M. Electrodinámica de medios continuos / Revisado. E. M. Lifshitz y L. P. Pitaevsky. - 2ª ed. - M. : Nauka, 1982. - T. VIII. - S. 200. - 624 pág. - (Física teórica). - 40.000 copias.
- ↑ Kosevich A. M., Ivanov B. A., Kovalev A. S. Ondas no lineales de magnetización. Solitones dinámicos y topológicos. - K. : Naukova Dumka, 1983. - S. 9-11. — 192 págs.