Μαγνητικά Υλικά Υπεραγωγοί

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Μαγνητικά Υλικά Υπεραγωγοί ΘΕΩΡΙΑ ΜΕΣΟΥ ΠΕΔΙΟΥ Διδάσκων: Καθηγητής Ιωάννης Παναγιωτόπουλος

2 Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης reative ommons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς.

3 Μαγνητικά Υλικά Μαγνήτιση-Βρόχος (παραμένουσα μαγνήτιση, συνεκτικό πεδίο κλπ) Βασικοί ενεργειακοί όροι που καθορίζουν την μαγνητική κατάσταση Άτομα με μόνιμες μαγνητικές ροπές Αλληλεπιδράσεις Ανταλλαγής και Μαγνητική Τάξη Μαγνητική Ανισοτροπία Μαγνητικές Περιοχές και Μηχανισμοί Αντιστροφής της μαγνήτισης Βασικές Κατηγορίες Μαγνητικών Υλικών (Μαλακά μαγνητικά-μόνιμοι μαγντήτες-μαγνητική Εγγραφή) Υλικά που εμφανίζουν σύνδεση του μαγνητισμού με άλλες ιδιότητες (Μαγνητοαντίσταση, Μαγνητοοπτικά, Μαγνητοσυστολικά)

4 Είδη Μαγνητικής Τάξης: Σύνοψη

5 Χαμιλτονιανή του Heisenberg H 2J S ij i S J ij ολοκλήρωμα ανταλλαγής j S i J ij >0 S j S i J ij <0 S j

6 Άμεση και Έμμεση Ανταλλαγή Άμεση Υπερανταλλαγή (Superexchange) Ο ενδιάμεσος είναι τροχιακό RKKY (Ruderman-Kittel-Kasuya-Yoshida) Ο ενδιάμεσος είναι τα ηλεκτρόνια αγωγιμότητας

7 Σιδηρομαγνητική τάξη J ij >0 1/χ kt zj χ T - T Τ Τ Τ Τ

8 Η απλούστερη περίπτωση παραμαγνητισμού: Ν άτομα ανά μονάδα όγκου με S1/2 σε πεδίο Β. Β//z kt Z p E µ µ µ µ exp 1 kt Z p E µ µ µ µ exp 1 ( ) ( ) + kt N p p N N µ µ µ µ µ tanh ± e e e p p kt µ 0, e e e p e e e p kt µ

9 Θεωρία Μέσου Πεδίου Θεωρώ ότι το αποτέλεσμα των αλληλεπιδράσεων ανταλλαγής μπορεί να περιγραφεί από ένα υποθετικό «μοριακό πεδίο» γμ. Πως δικαιολογείται η προσέγγιση; Πως συνδέεται το γ με το ολοκλήρωμα ανταλλαγής. Πως προβλέπει την αυθόρμητη μαγνήτιση. Πως προβλέπει την θερμοκρασία urie. Πως προβλέπει τον νόμο urie-weiss.

10 Προσέγγιση Μέσου Πεδίου z E ex J ex S S j 1 z Προσέγγιση Μέσου Πεδίου 2 j j1 S j z S Πως συνδέεται το γ με το ολοκλήρωμα ανταλλαγής; E ex 2zJ S E gµ S ( µ γ ) 0 µ ex S γ 2 ( g 1) 2 zj 2 Ng µ µ 2 0 ex

11 Αυθόρμητη μαγνήτιση ΣιδηρομαγνητικόΠαραμαγνητικό σε πεδίο ΗΗ 0 +γμ

12 Θερμοκρασιακή εξάρτηση της αυθόρμητης μαγνήτισης 1 H γ 1.0 T<T / S TT T>T gµ JH S J kt H Τ

13 Υπολογισμός Τ H H γ 1 kt JH J S gµ H T γ γ T T 1 ( ) k zj J J g T ex 3 1) (

14 Νόμος urie-weiss T T χ Weiss urie - ( ) H T H T γ γ γ χ T H 0 T H urie χ

15 urie urie Weiss 1/χ urie χ T T urie - Weiss χ Τ T T

16 Θεωρία Μέσου Πεδίου Περιγράφει το αποτέλεσμα των αλληλεπιδράσεων ανταλλαγής μπορεί σαν την επίδραση υποθετικού «μοριακού πεδίου» γμ. Το γ συνδέεται με το ολοκλήρωμα ανταλλαγής. Προβλέπει την αυθόρμητη μαγνήτιση. Προβλέπει την θερμοκρασία urie. Προβλέπει τον νόμο urie-weiss.

17 Τέλος Ενότητας

18 Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.

19 Σημειώματα

20 Σημείωμα Ιστορικού Εκδόσεων Έργου Το παρόν έργο αποτελεί την έκδοση 1.0. Έχουν προηγηθεί οι κάτωθι εκδόσεις: Έκδοση 1.0 διαθέσιμη εδώ.

21 Σημείωμα Αναφοράς opyright Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων, Διδάσκων: Καθηγητής Ιωάννης Παναγιωτόπουλος. «Μαγνητικά Υλικά Υπεραγωγοί. ΘΕΩΡΙΑ ΜΕΣΟΥ ΠΕΔΙΟΥ». Έκδοση: 1.0. Ιωάννινα Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση:

22 Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης reative ommons Αναφορά Δημιουργού - Παρόμοια Διανομή, Διεθνής Έκδοση 4.0 [1] ή μεταγενέστερη. [1]