????????旋磁性——材料在穩恒磁場H0微波磁場h共同作用下,所顯示出來的磁導率張量特性和鐵磁共振等特性。旋磁性起源于電子自旋磁矩圍繞H0所作的本征頻率ω0=gH0右旋進動(拉摩進動),見圖5。

單電子的自由運動

圖5 單電子的自由運動

????????當只有穩恒磁場H0作用時,由于有阻尼,MH0的進動夾角β會隨著能量的損耗而逐漸減小,很快轉向H0方向(圖6)。當加以交變磁場h(垂直于H0)后,交變場會對進動著的M給予能量補充,使M以外加交變場的頻率ω繼續進動下去。

有阻尼作用的磁化強度M的進動 [1],

圖6 有阻尼作用的磁化強度M的進動 [1],


????????張量磁導率張量磁化率將交變磁場h與磁感應強度B的交變分量b和磁化強度M的交變分量m聯系了起來: bh, mh

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(1)

(1)

 

????????張量磁導率的物理意義——當交變磁場的hy =0,只有x方向的hx時,由于Ms的進動(圖5), hx不僅能產生x方向上的交變磁化強度mx和交變磁感應強度bx還能產生y方向上的myby。即,由于磁化率的張量特性,使得x方向的交變磁場hxx方向上的能量還耦和y方向上去了,這就是旋磁性。(1)式中的μ項可以認為是h直接對mb的貢獻,非對角分量ca 和k項,具有耦合系數的意義。

????????鐵磁共振——一定的頻率ω下,調節穩恒磁場H0,當H0=ω/g時,頻率ω就等于MH0的進動的本征頻率ω0(gH0),則發生能量的共振吸收,測得的張量磁化率元c和ca的虛部c2和ca2達到極大值,這種現象稱為鐵磁共振。這時的外加磁場稱為鐵磁共振場Hr

????????鐵磁共振的物理圖像——當ωω0時進動張角很小,當ω=ω0(=gH0) 即交變場頻率等于MH0進動的本征頻率時,會發生能量的共振吸收。外加交變場補充的能量使得M的進動夾角能夠維持在一個較大的角度β(圖7),這就是鐵磁共振

發生鐵磁共振時M的進動張角 [1]。

圖7發生鐵磁共振時M的進動張、角 [1]。

????????正負圓偏振場h±下的標量磁導率μ±——任何一個線極化波,都可以分解成兩個大小相等、方向相反的圓極化波。對圓極化波,磁導率變成標量m±=1+c±=μ¢±–iμ2±,。如圖8所示,μ+′和μ+2呈現共振特性,μ′與磁場無關,μ2恒等于零。正負圓極化磁導率μ+μ差異構成了旋磁器件的非互易效應的物理基礎。這與電子自旋磁矩圍繞穩恒磁場所作的進動右旋的,h+也是右旋的有關。

旋磁特性

圖8 觀測到的 , (H>0一側), 與穩恒磁場H的關系, 恒為零[7.3]。

 

 

 

 

 

 

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