Resonancia ferromagnética
La resonancia ferromagnética es una de las variedades de resonancia magnética electrónica.
Historial de descubrimientos
La hipótesis sobre el fenómeno, más tarde llamado resonancia ferromagnética, fue expresada por primera vez por el futuro académico Vladimir Arkadiev . La base fueron los experimentos de 1911-1913, durante los cuales observó la naturaleza selectiva de la absorción de ondas electromagnéticas centimétricas por ferromagnetos . Más tarde, en 1923, Yakov Dorfman , investigando la división de líneas de espectros atómicos en un campo magnético , el llamado efecto Zeeman , corroboró la suposición de V. Arkadiev, basándose en consideraciones de física cuántica . En 1935, los físicos soviéticos L. D. Landau y E. M. Lifshitz lograron derivar la ecuación de la susceptibilidad magnética dinámica , que se convirtió en la base matemática de la teoría de la resonancia ferromagnética. En 1948, el estadounidense Charles Kittel ( ing. S. Kittel ) describió la relación de la resonancia ferromagnética con la forma de la muestra y la anisotropía magnética del material. Por primera vez, en 1946, la resonancia ferromagnética en metales fue descubierta experimentalmente por J. N. K. Griffiths , y en ferritas, en 1949, por W. Hewitt ( W. N. Hewitt ) [1] .
Descripción del fenómeno
La resonancia ferromagnética se manifiesta en la absorción selectiva de la energía del campo electromagnético por un ferroimán a frecuencias coincidentes con las frecuencias naturales de la precesión de momentos magnéticos del sistema electrónico de una muestra ferromagnética en un campo magnético efectivo interno. O dicho de otro modo, es la excitación en todo el volumen de la muestra de oscilaciones de una precesión uniforme del vector de magnetización provocada por un campo magnético de microondas perpendicular a un campo magnetizante constante [2] .
La resonancia ferromagnética se detecta mediante los métodos de espectroscopia de radio magnética . Sus características principales (frecuencias resonantes, relajación, forma y anchura de las líneas de absorción, efectos no lineales) están determinadas por la naturaleza colectiva de muchos electrones del ferromagnetismo. Al mismo tiempo, la presencia de una estructura de dominio en un ferromagnético complica el proceso, dando lugar a la posibilidad de aparición de varios picos resonantes, y la absorción resonante de energía de microondas provoca su calentamiento local.
La frecuencia de resonancia ferromagnética de una muestra plana en un campo externo paralelo se calcula mediante la fórmula de C. Kittel ( ing. S. Kittel ) [3] :
,
donde la magnetización de un ferromagneto es la constante magnética (permeabilidad del vacío ), y la relación giromagnética [4] .
Uso
El uso del fenómeno de la resonancia ferromagnética subyace en el funcionamiento de muchos dispositivos de microondas: válvulas resonantes , filtros, amplificadores paramétricos, convertidores de frecuencia, limitadores de potencia [1] .
Véase también
- Resonancia antiferromagnética
- resonancia paramagnética de electrones
- Resonancia magnética nuclear
- Resonancia de cuadrupolo nuclear
Notas
- ↑ 1 2 Resonancia ferromagnética // Enciclopedia física. En 5 tomos. — M.: Enciclopedia soviética. Editor en jefe A. M. Prokhorov . 1988.
- ↑ S.V. Vonsovsky Magnetismo. — M.: Nauka, 1971. — 1033 p.
- ↑ Charles Kittel Introducción a la física del estado sólido (8.ª ed.). Wiley. 2004. ISBN 047141526X
- ↑ Resonancia ferromagnética. Colección de artículos / Ed. S. V. Vonsovsky. M. (1961). 343 págs . Consultado el 30 de octubre de 2015. Archivado desde el original el 30 de diciembre de 2019.