低溫高場(chǎng)下順磁性物質(zhì)的磁和磁光特性及摻雜影響MnZn功率鐵氧體磁性能的研究.pdf

1、本文對(duì)低溫高場(chǎng)下順磁性物質(zhì)的磁和磁光特性及摻雜影響MnZn功率鐵氧體磁性能進(jìn)行了研究。主要內(nèi)容如下： ⑴介紹了磁學(xué)和磁光學(xué)的基本概念及其相關(guān)理論的發(fā)展歷程，以及物質(zhì)的自旋玻璃態(tài)特性和理論。理論研究和分析了順磁性介質(zhì)法拉第磁光效應(yīng)的非線性和互易性，首先從法拉第效應(yīng)的宏觀理論出發(fā)，然后過(guò)渡到順磁性介質(zhì)法拉第效應(yīng)的量子理論，推導(dǎo)出了順磁性介質(zhì)法拉第旋轉(zhuǎn)角θ與He之間關(guān)系。理論研究表明，順磁性介質(zhì)的法拉第旋轉(zhuǎn)角θ與外磁場(chǎng)He之間存在復(fù)雜

2、的非線性關(guān)系。在高溫和中、低磁場(chǎng)下，θ主要受He的一次項(xiàng)影響，兩者近似呈線性關(guān)系，但在低溫和高場(chǎng)下必須考慮He高次項(xiàng)的影響，因此θ表現(xiàn)出明顯的非線性特性，且其互易性也不能忽略。本文同時(shí)還分析了順磁性介質(zhì)費(fèi)爾德常數(shù)與磁化率比值Vp/χ的復(fù)雜溫度特性。 ⑵分析了順磁性釹鎵石榴石(Nd3Ga5012)材料在軌道自旋耦合作用、晶場(chǎng)交換作用、間接交換作用和外磁場(chǎng)共同作用下高場(chǎng)法拉第效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。研究發(fā)現(xiàn)高場(chǎng)下其法拉第旋轉(zhuǎn)角θ與外磁場(chǎng)He

3、之間存在明顯的非線性關(guān)系，且He的高次項(xiàng)系數(shù)強(qiáng)烈依賴溫度T和入射光頻率ω，而其費(fèi)爾德常數(shù)V(θ/(HeL))也是He的函數(shù)。理論分析同時(shí)表明，高場(chǎng)情況下順磁性釹鎵石榴石法拉第效應(yīng)的互易性不可忽略。理論分析結(jié)果和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合得很好。 ⑶利用朗之萬(wàn)順磁性經(jīng)典理論，結(jié)合順磁性物質(zhì)中(間接)交換作用有效場(chǎng)的概念，研究了低溫、高場(chǎng)下NdF3單晶的異常磁特性。發(fā)現(xiàn)并證明了NdF3單晶在低溫下具有明顯的自旋玻璃態(tài)特性，而在光輻照條件下，被凍結(jié)

4、的自旋磁矩將會(huì)“融化”。與強(qiáng)磁性介質(zhì)的自旋玻璃態(tài)特性相似，當(dāng)順磁性介質(zhì)的自旋玻璃態(tài)特性與(間接)交換作用密切相關(guān)。與此同時(shí)，其磁特性與前者相比又存在明顯的不同，例如，其自旋凍結(jié)程度與外磁場(chǎng)He的大小有關(guān)，在低場(chǎng)區(qū)可逆磁化率χM隨溫度下降反而增大等；本文最后詳細(xì)分析了導(dǎo)致這些特性的內(nèi)在因素。 ⑷研究了作為主配方原料之一的Mn3O4用作摻雜對(duì)于MnZn功率鐵氧體材料性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，相對(duì)于將全部Mn3O4作為主配方原料使用的傳統(tǒng)