Развернутая программа спецкурса

« Динамические свойства магнитных материалов»

(для студентов 5-го курса)

1. Введение. Цели и задачи спецкурса «Динамические свойства магнитных материалов»

Понятие о магнитном резонансе. Спин-система и резервуар (решетка). Изменение населенностей уровней магнитной системы в зависимости от времени. Правила отбора. Вероятности переходов. «Эффект насыщения».

2. Магнитный (электронный) резонанс в веществах, не обладающих магнитным порядком.

А) Циклотронный резонанс.Уровни Ландау. Ларморовская частота. Аномальный скин-эффект. Резонанс Азбеля-Канера.

Б) Электронный парамагнитный резонанс (ЭПР). Спин-спиновое и спин-орбитальное взаимодействия. Кристаллическое поле (слабое, сильное и сверхсильное поля). Спин-гамильтониан 3d и 4f –ионов. Сверхтонкая структура. Теорема Крамерса, эффект Яна-Теллера. Ширина линии ЭПР. Релаксация. Механизмы Валера, Кронига, Ван-Флека. Принципиальная схема спектрометра ЭПР.

В) Акустический парамагнитный резонанс.

3. Мюонный спиновый резонанс, как метод исследования локальных магнитных полей в магнитоупорядоченных веществах.

4. Магнитоупорядоченные вещества в переменных магнитных полях.

А) Ферромагнитный резонанс (ФМР). Уравнение Ландау-Лифшица. Эффективное поле (поле анизотропии, размагничивающее поле). Линеаризованное уравнение Ландау-Лифшица. Частота свободных колебаний ФМР. (формула Киттеля). Влияние формы образца на частоты ФМР. Однородная прецессия. Вынужденные колебания намагниченности. Тензор высокочастотной магнитной восприимчивости. Гиротропия.Влияние магнитной анизотропии на частоты ФМР (для случая кубического ферромагнетика). «Естественный ферромагнитный резонанс». Влияние затухания на ФМР. Уравнение Ландау-Лифшица при учете диссипации. Ширина линии ФМР. Действительная и мнимая части магнитной восприимчивости. Процессы диссипации.

Б) Антиферромагнитный резонанс (АФМР). Уравнения движения намагниченностей подрешеток. Частоты АФМР. Две ветви колебаний (в случае двухподрешеточного антиферромагнетика). Резонанс в нулевом поле. Определение критического поля spin-flop перехода. Углы прецессии подрешеток антиферромагнетика. АФМР редкоземельных слабых ферромагнетиков в субмиллиметровом диапазоне частот.

В) Ферримагнитный резонанс. Уравнение движения намагниченностей подрешеток ферримагнетика. Ферромагнитная и обменная резонансная моды. Углы прецесссии намагниченностей подрешеток ферримагнетика. Влияние анизотропии на частоты ферримагнитного резонанса.

Г) Спиновые волны в ферромагнетиках. Квадратичный закон дисперсии. Щель в спектре спиновых волн.

5. Магнитооптические эффекты в магнитоупорядоченных веществах (Эффекты Фарадея, Коттон-Мутона, Керра).

Рекомендованная литература.

1. Сликтер Ч. Основы магнитного резонанса. Мир. 1967 г.

2. Гуревич А.Г.. Магнитный резонанс в ферритах и антиферрмагнетиках. Наука.

3. Крупичка С. Физика ферритов. М. Мир, т.2, 1976 г.

4. Кринчик Г.С. Физика магнитных явлений. М., МГУ, 1985 г.

5. Альтшулер С.А., Козырев Б.М. Электронный парамагнитный резонанс. М. ФМ. 1961 г.

6. Вонсовский С.В. Магнетизм. М. Наука. 1971 г.

7. Белоусов Н.А. и др. УФН, т.160, № 1, 1990 г.

Автор программы :

профессор Крынецкий И.Б.

Заведующий кафедрой общей физики

для естественных факультетов

профессор Б.А.Струков