Сюжет Аррот

В физике сгущенного вещества участок Арротта - это участок квадрата намагниченности $M^{2}$ вещества, против отношения приложенного магнитного поля к намагничению $H/M$ при одной (или нескольких) фиксированной температуре. Графики Арротта - это простой способ определения наличия ферромагнитного порядка в материале. ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]} Они названы в честь американского физика Энтони Арротта , который представил их как метод для изучения магнетизма в 1957 году. ^{[ 1 ]}

Подробности

Согласно теории Ландау, применяемой к средней полевой картине для магнетизма, свободная энергия ферромагнитного материала, близкая к фазовому переходу, может быть написана как:

$F(M)=-HM+a{\frac {T-T_{c}}{T_{c}}}M^{2}+bM^{4}+\ldots$

где $M$ , намагниченность, это параметр порядка, $H$ это приложенное магнитное поле, $T_{c}$ это критическая температура, и $a,b$ материальные константы.

Вблизи фазового перехода, это дает отношение для параметра порядка намагничивания:

$M^{2}={\frac {1}{4b}}{\frac {H}{M}}-{\frac {a}{2b}}\epsilon$

где $\epsilon ={\frac {T-T_{c}}{T_{c}}}$ является безразмерной мерой температуры.

Таким образом в графике графика $M^{2}$ против. $H/M$ Для различных температур линия без перехвата соответствует зависимости при критической температуре. Таким образом, наряду с предоставлением доказательств существования ферромагнитной фазы, график Arrott также может использоваться для определения критической температуры для фазового перехода. ^{[ 4 ]}^{[ 5 ]}

Обобщение

Придавая критические показатели явно в уравнении штата , предложены Аррот и Ноукс: ^{[ 6 ]}

({\frac {H}{M_{z}}})^{1/\gamma }={\frac {T-T_{c}}{T_{1}}}+({\frac {M_{z}}{M_{1}}})^{1/\beta }

Где $T_{1},M_{1},\gamma ,\beta$ бесплатные параметры. На этих модифицированных графиках Арротта данные построены как $M^{1/\beta }$ против $(H/M)^{1/\gamma }$ Полем В случае классической теории Ландау, $\beta =1/2$ и $\gamma =1$ И это уравнение сводится к линейному $M^{2}$ против $H/M$ сюжет. Однако уравнение также допускает другие значения $\gamma$ и $\beta$ , поскольку реальные ферромагниты часто не имеют критических показателей, точно соответствующих простому среднему поля ферромагнетизма.

Использование правильных критических показателей для данной системы может помочь дать прямые линии на участке AROTT, но не в таких случаях, как низкое магнитное поле и аморфные материалы. ^{[ 7 ]} Хотя теория среднего поля является более разумной моделью для ферромагнетов в более высоких магнитных полях, наличие более чем одного магнитного домена в реальных магнитах означает, что особенно в низких магнитных полях, экспериментально измеренное макроскопическое магнитное поле (которое является средним по всему образцу ) не будет разумным способом определения локального магнитного поля (которое ощущается одним атомом). Следовательно, данные намагниченности, полученные в низких магнитных полях, следует игнорировать для целей участков Аррот.

Переходный заказ

Магнитные фазовые переходы могут быть либо первым порядком, либо вторым порядком. Характер перехода может быть выведен из участка Арротта на основе наклона магнитных изотерм. Если все линии являются положительным наклоном, фазовый переход является вторым порядком, тогда как если есть отрицательные линии наклона, фазовый переход является первым порядком. Это условие известно как критерий Банерджи . ^{[ 8 ]}^{[ 9 ]}

Критерий Banerjee не всегда точен для оценки неоднородных ферромагнетов, поскольку все наклоны могут быть положительными, даже когда переход является первым порядком. ^{[ 10 ]}

Смотрите также

Кюри - Вейс Лоу

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^{беременный} Арротт А. (1957). «Критерий ферромагнетизма от наблюдений магнитных изотерм». Физический обзор . 108 (6): 1394–1396. Bibcode : 1957 phrv..108.1394a . doi : 10.1103/physrev.108.1394 .
^ Yeung, я.; Рошко, Р.; Уильямс, Г. (1986). «Критерий Арротта для ферромагнетизма в беспорядочных системах». Физический обзор б . 34 (5): 3456–3457. Bibcode : 1986 phrvb..34.3456y . doi : 10.1103/physrevb.34.3456 . PMID 9940088 .
^ Вы тригитат Sealbies, e., ed. (2005). Магнетизм . Пружины. ISBN 978-0-387-22967-6 .
^ Хадимани, RL; Melikhov, Y.; Снайдер, JE; Jiles, DC (2008). «Определение температуры CURIE с помощью техники участка Arrott в GD ₅ (Si _X GE _{1- X} ) ₄ для x > 0,575». Журнал магнетизма и магнитных материалов . 320 (20): E696 - E698. Bibcode : 2008jmmm..320E.696H . doi : 10.1016/j.jmmm.2008.04.035 .
^ Фарл, RL; Льюис, Y.; Бабершке К. (1993). «Подробный анализ сигнала магнито-оптического KERR в сифу в пленках Gadoilinium вблизи температуры CURIE». Прикладные физические буквы . 62 (21): 2728–2730. Bibcode : 1993Apphl..62.2728f . doi : 10.1063/1,109246 .
^ Аррот, Энтони ; Ноукс, Джон Э. (1967-10-02). «Приблизительное уравнение состояния никеля вблизи его критической температуры». Письма о физическом обзоре . 19 (14). Американское физическое общество (APS): 786–789. Bibcode : 1967 phrvl..19..786a . doi : 10.1103/physrevlett.19.786 . ISSN 0031-9007 .
^ Аарони, Амикам (1984-12-15). «Аморфность, неоднородность и участки Арротта». Журнал прикладной физики . 56 (12). AIP Publishing: 3479–3484. Bibcode : 1984Jap .... 56.3479a . doi : 10.1063/1,333899 . ISSN 0021-8979 .
^ Banerjee, BK (1964). «При обобщенном подходе к магнитным переходам первого и второго порядка». Физические буквы . 12 (1). Elsevier BV: 16–17. Bibcode : 1964phl .... 12 ... 16b . doi : 10.1016/0031-9163 (64) 91158-8 . ISSN 0031-9163 .
^ Гупта, Сачин; Суреш, кг; Нигам, АК; Knyazev, Yu V; Kuz'min, yu i; Lukoyanov, Av (2014-08-21). «Магнитные, электронные и оптические свойства Horhge». Журнал физики D: прикладная физика . 47 (36). IOP Publishing: 365002. Arxiv : 1301.6034 . BIBCODE : 2014JPHD ... 47J5002G . doi : 10.1088/0022-3727/47/36/365002 . ISSN 0022-3727 .
^ Бебенин, нг; Zainullina, RI; Ustinov, VV; Mukovskii, YM (2014). «Магнитные свойства LA _{0,7 -X} PR _X CA _0,3 MNO ₃ монокристаллов: когда применим критерий Banerjee?». Журнал магнетизма и магнитных материалов . 354 . Elsevier BV: 76–80. doi : 10.1016/j.jmmm.2013.10.033 . ISSN 0304-8853 .

[arrott-1] Jump up to: ^а ^{беременный} Арротт А. (1957). «Критерий ферромагнетизма от наблюдений магнитных изотерм». Физический обзор . 108 (6): 1394–1396. Bibcode : 1957 phrv..108.1394a . doi : 10.1103/physrev.108.1394 .

[yeung86-2] Yeung, я.; Рошко, Р.; Уильямс, Г. (1986). «Критерий Арротта для ферромагнетизма в беспорядочных системах». Физический обзор б . 34 (5): 3456–3457. Bibcode : 1986 phrvb..34.3456y . doi : 10.1103/physrevb.34.3456 . PMID 9940088 .

[magnetism-book-3] Вы тригитат Sealbies, e., ed. (2005). Магнетизм . Пружины. ISBN 978-0-387-22967-6 .

[Hadimani2008-4] Хадимани, RL; Melikhov, Y.; Снайдер, JE; Jiles, DC (2008). «Определение температуры CURIE с помощью техники участка Arrott в GD ₅ (Si _X GE _{1- X} ) ₄ для x > 0,575». Журнал магнетизма и магнитных материалов . 320 (20): E696 - E698. Bibcode : 2008jmmm..320E.696H . doi : 10.1016/j.jmmm.2008.04.035 .

[Farle1993-5] Фарл, RL; Льюис, Y.; Бабершке К. (1993). «Подробный анализ сигнала магнито-оптического KERR в сифу в пленках Gadoilinium вблизи температуры CURIE». Прикладные физические буквы . 62 (21): 2728–2730. Bibcode : 1993Apphl..62.2728f . doi : 10.1063/1,109246 .

[6] Аррот, Энтони ; Ноукс, Джон Э. (1967-10-02). «Приблизительное уравнение состояния никеля вблизи его критической температуры». Письма о физическом обзоре . 19 (14). Американское физическое общество (APS): 786–789. Bibcode : 1967 phrvl..19..786a . doi : 10.1103/physrevlett.19.786 . ISSN 0031-9007 .

[7] Аарони, Амикам (1984-12-15). «Аморфность, неоднородность и участки Арротта». Журнал прикладной физики . 56 (12). AIP Publishing: 3479–3484. Bibcode : 1984Jap .... 56.3479a . doi : 10.1063/1,333899 . ISSN 0021-8979 .

[8] Banerjee, BK (1964). «При обобщенном подходе к магнитным переходам первого и второго порядка». Физические буквы . 12 (1). Elsevier BV: 16–17. Bibcode : 1964phl .... 12 ... 16b . doi : 10.1016/0031-9163 (64) 91158-8 . ISSN 0031-9163 .

[9] Гупта, Сачин; Суреш, кг; Нигам, АК; Knyazev, Yu V; Kuz'min, yu i; Lukoyanov, Av (2014-08-21). «Магнитные, электронные и оптические свойства Horhge». Журнал физики D: прикладная физика . 47 (36). IOP Publishing: 365002. Arxiv : 1301.6034 . BIBCODE : 2014JPHD ... 47J5002G . doi : 10.1088/0022-3727/47/36/365002 . ISSN 0022-3727 .

[10] Бебенин, нг; Zainullina, RI; Ustinov, VV; Mukovskii, YM (2014). «Магнитные свойства LA _{0,7 -X} PR _X CA _0,3 MNO ₃ монокристаллов: когда применим критерий Banerjee?». Журнал магнетизма и магнитных материалов . 354 . Elsevier BV: 76–80. doi : 10.1016/j.jmmm.2013.10.033 . ISSN 0304-8853 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]