* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

1019 МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА 1020 действие м е ж д у атомами, п р и в о д я щ е е к а к к ферромаг­ н е т и з м у , т а к и к а н т и ф е р р о м а г н е т и з м у , имеет в основ­ ном не м а г н и т н о е , а э л е к т р и ч . п р о и с х о ж д е н и е . С и л ы этого в з а и м о д е й с т в и я п о л у ч и л и в к в а н т о в о й м е х а н и к е название о б м е н н ы х с и л . Выбор между ферро­ магнитным и антиферромагнитным характером взаи­ модействия определяется спецификой строения дан­ ного вещества. К а к ф е р р о м а г н е т и з м , т а к и а н т и ф е р р о м а г н е т и з м мо­ гут существовать л и ш ь п р и темп-рах н и ж е нек-рой к р и т и ч . т о ч к и в , х а р а к т е р н о й д л я д а н н о г о вещества (точка К ю р и д л я ферромагнетизма, т о ч к а Н е э л я д л я а н т и ф е р р о м а г н е т и з м а ) . В ы ш е этой т е м п - р ы т е п л о в о е д в и ж е н и е о к а з ы в а е т с я достаточно интен­ сивным, чтобы разбить самопроизвольную взаимную о р и е н т а ц и ю м о м е н т о в ч а с т и ц . Т о г д а оба э т и в и д а м а г ­ н е т и з м а п е р е х о д я т в п а р а м а г н е т и з м . Обменное в з а и ­ модействие м е ж д у м а г н е т и к а м и м о ж н о д л я н а г л я д ­ ности п р е д с т а в и т ь себе в виде н е к - р о г о «магнитного внутреннего» п о л я . Т. обр., в отсутствии внешнего н о л я в ф е р р о м а г н и т н о м теле н а к б ы действует очень с и л ь н о е «внутреннее поле» H (в ж е л е з е и л и н и к е л е i оно э к в и в а л е н т н о м а г н и т н о м у п о л ю в 10 —10 эрстед), пропорциональное числу ориентированных электрон­ н ы х с п и н о в . Оно и в ы з ы в а е т с а м о п р о и з в о л ь н у ю н а ­ м а г н и ч е н н о с т ь , и л и , к а к ее о б ы ч н о н а з ы в а ю т , с п о н ­ т а н н у ю н а м а г н и ч е н н о с т ь . Опыт по­ казывает, что маленькие ферромагнитные кристаллики (до 10 атомов) д е й с т в и т е л ь н о всегда с а м о п р о и з в о л ь н о намагничены п р и темд-рах н и ж е точки К ю р и . Однако этого не н а б л ю д а е т с я в б о л ь ш и х к р и с т а л л а х . Внешне они к а ж у т с я н е н а м а г н и ч е н н ы м и , м е ж д у тем п р и д е т а л ь н о м и з у ч е н и и в ы я с н я е т с я , что ф а к т и ч е с к и от­ дельные небольшие области кристалла, содержащие 10 —10* атомов ( д о м е н ы ) , н а м а г н и ч е н ы в р а з л и ч ­ н ы х н а п р а в л е н и я х . П о э т о м у р е з у л ь т и р у ю щ а я сум­ м а р н а я намагниченность всего кристалла оказывается равной нулю. П р и т е м п - р а х , б л и з к и х к а б с . н у л ю , в к а ж д о м домене практически имеется полное магнитное насыщение, в этих у с л о в и я х п р и достаточно с и л ь н о м м а г н и т н о м поле ферромагнитный кристалл намагничивается до м а к с и м а л ь н о г о в о з м о ж н о г о з н а ч е н и я , п р и к - р о м все имеющиеся магнитики параллельны. Измерив в этих у с л о в и я х м о л я р н у ю н а м а г н и ч е н н о с т ь Ооо = Np, м о ж н о о п р е д е л и т ь м а г н и т н ы й момент атома ф е р р о м а г н е т и к а . О п ы т ы т а к о г о р о д а д а л и д л я Fe р — 2,2 Л / , а д л я Ni = 0,6 M Q . С в о з р а с т а н и е м темп-ры н а м а г н и ч е н ­ ность в к а ж д о м о т д е л ь н о м домене уменьшается* 5 3 в б 7 ности ( р и с . 1). О д н о в р е м е н н о п р о и с х о д и т п о с т е п е н н ы й поворот направлений намагниченности в доменах в при­ б л и ж е н и и к н а п р а в л е н и ю п о л я Н ( р и с . 6, в). В с и л ь ­ н ы х п о л я х « п р о ц е с с ы в р а щ е н и я » д о м и н и р у ю т н а д «про­ цессами с м е щ е н и я границ». И нако­ нец, п р и д о с т а т о ч ­ но с и л ь н о м п о л е все домены с л и в а ю т с я , причем намагничен­ ность в о всем к р и ­ сталле оказывает­ ся ориентирован­ ной параллельно полю (намагничен­ ность н а с ы щ е н и я ) (рис. 6, г). Е с л и Рис. 7. теперь уменьшить интенсивность внешнего поля, то в и д е а л ь н о м н е н а пряженном кубич. кристалле все о п и с а н н ы е в ы ш е процессы п р о т е к а ю т строго в обратном порядке и п р и и с ч е з н о в е н и и п о л я к р и с т а л л о к а з ы в а е т с я снова н е н а магничеИным. На практике обратимое размагничивание встре­ чается сравнительно редко, и в большинстве случаев наблюдаются г и с т е р е з и с н ы е я в л е н и я , так что п р и выключении поля образец оказывается о с т а т о ч н о н а м а г н и ч е н н ы м (рис. 8). Если приложить поле встречного на­ п р а в л е н и я , то ос­ таточная намагни­ ченность убывает. П р и нек-ром зна­ чении п о л я , зави­ с я щ е м от п р и р о д ы о б р а з ц а и от е г о п р е д ы с т о р и и (ме­ ханич. или термич. о б р а б о т к и и т. д.) и вариирующем в Рис. 8. очень ш и р о к и х п р е ­ делах, остаточная намагниченность исчезает. Это встречное п о л е н а з . к о э р ц и т и в н о й с и л о й Ни. Течение процессов намагничивания и размагничивания зависит в с и л ь н о й степени от б ы с т р о т ы и з м е н е н и я в н е ш н е г о м а г н и т н о г о п о л я . П р и б ы с т р ы х и з м е н е н и я х п о л я раз*л и ч н ы е ф е р р о м а г н е т и к и в б о л ь ш е й и л и м е н ь ш е й сте­ пени поспевают за полем, обнаруживая так наз. м а г н и т н у ю в я з к о с т ь , т. е. з а п а з д ы в а н и е . Т а к о в ы основные с в о й с т в а ф е р р о м а г н е т и з м а . А н т и ф е р р о м а г н е т и з м бывает д в о я к о г о в и д а : с к о м ­ п е н с и р о в а н н ы й и н е с к о м п е н с и р о в а н н ы й . В в е щ е с т в а х со с к о м п е н с и р о в а н н ы м а н т и ­ ферромагнетизмом п р и темп-рах, близких к абс. нулю, в отсутствии внешнего п о л я намагниченность равна н у л ю д а ж е в с а м ы х м а л ы х о б ъ е м а х . Т . о б р . , х о т я в от­ сутствии п о л я ф е р р о м а г н и т н ы й к р и с т а л л внешне к а к будто не о т л и ч а е т с я от а н т и ф е р р о м а г н и т н о г о , и х в н у т ­ реннее с о с т о я н и е с у щ е с т в е н н о р а з л и ч н о . П у т е м э к ­ спериментального изучения дифракции нейтронов в к р и с т а л л а х удалось определить детальную картину ориентации элементарных магнитиков в различных телах. Силы между элементарными магнитиками в скомпенсированных антиферромагнетиках препят­ ствуют н а м а г н и ч и в а н и ю во в н е ш н е м п о л е . П о э т о м у п р и очень н и з к и х т е м п - р а х н а м а г н и ч е н н о с т ь , дости­ гаемая в этих телах во внешнем поле, к а к п р а в и л о , к р а й н е м а л а . П о м е р е роста темп-ры в о с п р и и м ч и в о с т ь скомпенсированного антиферромагнетика возрастает, т. к . т е п л о в о е д в и ж е н и е у м е н ь ш а е т п р е п я т с т в у ю щ е е намагничиванию взаимодействие между частицами. В к р и т и ч . точке Н е э л я ( в ) в з а и м о д е й с т в и е м е ж д у ч а - Рис. 6. Р а з р а б о т а н ы р а з л и ч н ы е э к с п е р и м е н т а л ь н ы е методы, позволяющие непосредственно обнаруживать границы доменов на поверхности ферромагнетика и определять н а п р а в л е н и е намагниченности в отдельном домеве. Если поместить ферромагнетик, состоящий из несколь­ к и х д о м е н о в , в с л а б о е в н е ш н е е м а г н и т н о е п о л е Н, то в нем п р о и с х о д и т рост объема тех доменов, в к - р ы х н а ­ правление намагниченности наиболее близко к направ­ л е н и ю Н, з а счет менее « б л а г о п р и я т н о » о р и е н т и р о в а н ­ н ы х д о м е н о в . Этот п р о ц е с с о с у щ е с т в л я е т с я п у т е м с м е щ е н и я г р а н и ц м е ж д у д о м е н а м и ( р и с . 6,6). П о мере у с и л е н и я в н е ш н е г о п о л я этот п р о ц е с с быстро в о з ­ растает, что приводит к крутому подъему намагничен­