к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А   Б   В   Г   Д   Е   Ж   З   И   К   Л   М   Н   О   П   Р   С   Т   У   Ф   Х   Ц   Ч   Ш   Э   Ю   Я  

Магнитоэлектрический эффект

Магнитоэлектрический эффект - возникновение в диэлектрич. кристалле намагниченности т, индуцированной электрич. полем E, или поляризации р, индуцированной магп. полем H. Магнитоэлектрический эффект - результат взаимодействия двух подсистем ионного кристалла: электрической, состоящей из заряж. ионов, и магнитной - совокупности нескомпенсиров. спиновых магн. моментов ионов. Полное феноменоло-гич. описание всех возможных магнитоэлектрич. взаимодействий может быть выполнено на основе термодп-намич. теории фазовых переходов 2-го рода. M. э. чаще всего наблюдается в антиферромагн. кристаллах, для к-рых термодинамический потенциал F есть функция проекции векторов: намагниченности т, антиферромагнетизма l и вектора p - изменения электрич. поляризации, вызванного внеш. полями E и H и (или) переходом в магнитоупорядоченное состояние. Для однодоменных кристаллов, т. е. таких, в к-рых векторы m, l и p имеют одинаковую величину и одинаковое направление во всех элементарных ячейках кристалла, связанная с M. э. часть потенциала записывается в виде разложения по смешанным произведениям проекций этих векторов. Из числа всех возможных смешанных произведений вида 3004-18.jpg l2p2 и т. д. в F входят лишь те, к-рые инвариантны при всех преобразованиях группы симметрии парамагн. фазы конкретного кристалла. Условия устойчивости состояния:3004-19.jpg- позволяют найти равновесные значения т и р, причём M. э. возможен, если т(Е) <> 0 и (или) р(Н) <> 0 (<> - неравное). Вид слагаемых в функциях т(Е) и p(H) зависит от того, с какими членами в разложении F они связаны, при этом те из слагаемых, к-рые содержат проекции l, появляются только для кристаллов, обладающих магнитной атомной структурой.

Наиб, известен т. н. линейный магнитоэлектрический эффект, возникающий в результате взаимодействий типа lmp, к-рые приводят к линейной связи вида3004-20.jpg где aij - компоненты тензора магнитоэлектрического эффекта, пропорциональны проекции вектора (здесь и далее суммирование осуществляется по повторяющимся индексам).

В однодоменном кристалле направление l задано и взаимная ориентация как т(ЕE, так и р(H) и H полностью определяется величинами3004-21.jpg Изменение направления l на 180° соответствует др. магн. домену, в к-ром при неизменных относительно кристалла направлениях E и H векторы т(Ер(Н)будут направлены в противоположную сторону. Это обстоятельство используется в эксперименте для получения однодо-менного состояния. Кристалл охлаждается ниже точки магн. перехода TN (см. Нееля точка)в присутствии пост, полей E и H, ориентированных так, чтобы вдоль направлений этих полей 3004-22.jpg В процессе перехода кристалла в магнитоупорядоченное состояние магнитоэлектрич. взаимодействия реализуют во всём объёме кристалла единственный магнитный домен, соответствующий минимуму термодинамнч. потенциала Ф.

Линейный магнитоэлектрический эффект обнаружен в 1960 (Д. H. Астров) в кристалле оксида хрома Cr2O3, элементарная ячейка к-рого показана на рис. 1, а. Для 3004-23.jpg 3004-24.jpg

3004-25.jpg , где индекс ^ обозначает величины в оазисной плоскости кристалла. При переходе к другому домену (рис. 1, б)изменяются знаки az и a^ однако указать, какому именно домену какой знак соответствует, невозможно.

В сегнетоэлектрич. борацитах - кристаллах с общей ф-лой3004-26.jpg

Br, I) при 3004-27.jpg(Кюри точке)также наблюдается линейный M. э., к-рый, в отличие от магнитоэлектрического эффекта в Cr2O3, описывается как диагональными, так и недиагональ-иыми компонентами тензора aij

Известно неск. десятков антиферромагнетиков, в к-рых возможен и наблюдается линейный M. э. с величиной a в пределах от 10-5 до 10-2 (TbPO4),

Нелинейные магнитоэлектрический эффект возникают в результате магнитоэлектрич. взаимодействий вида3004-28.jpg к-рые приводят к квадратичным зависимостям соответственно по 3004-29.jpg


3004-30.jpg


Рис. 1. Элементарная магнитная ячейка антиферромагнетика Cr2O3; а и б - направления магнитных моментов s1, s2, s3 и s4 ионов в доменах с противоположно ориентированными векторами антиферромагнетизма l


Первый из них возможен во всех кристаллах без центра симметрии в парамагн. фазе при3004-31.jpgи впервые наблюдался в3004-32.jpgвторой вовможен только в магнитоупорядоченных кристаллах и наблюдался, напр., в веществах с общей ф-лой RFe5O12 и RFeO3 (R - редкоземельный ион) с 3004-33.jpg Наконец, взаимодействия вида pl2 в кристаллах со слабым ферромагнетизмом (напр., в Со-I-бораците) обусловливают как линейный, так и нелинейный M. э.

M. э. удобно наблюдать динамич. методом, прикладывая к кристаллу переменные поля3004-34.jpgили3004-35.jpgна частоте f и измеряя индуцированные ими намагниченность3004-36.jpg или поляризацию 3004-37.jpg. Селективная техника обеспечивает достаточно высокую чувствительность даже при измерении слабых квадратичных магнитоэлектрических эффектов в полях3004-38.jpg с амплитудой много меньше той, к-рая может изменить доменную структуру. В динамич. методе линейному M. э. соответствует сигнал на той же частоте f, а квадратичному на частоте3004-39.jpg При наблюдении квадратичных M. э. можно прикладывать к кристаллу одновременно как переменные3004-40.jpgтак и пост, поля3004-41.jpg Тогда3004-42.jpg, т. е. зависимости3004-43.jpg и3004-44.jpgбудут линейными на той же частоте, что и частота3004-45.jpg В этом случае M. э. можно рассматривать как линейный, индуцированный пост, полем Н0 или E00 .

Проявления магнитоэлектрич. взаимодействий не ограничиваются магнитоэлектрическим эффектом. Так, при наличии в F членов вида 3004-46.jpg и 3004-47.jpg парамагн. восприимчивость 3004-48.jpg3004-49.jpg и поляризуемость 3004-50.jpg оказываются зависящими линейно от полей3004-51.jpg соответственно. Зависимость3004-52.jpg наблюдалась экспериментально в кристалле 3004-53.jpg Член вида 3004-54.jpg обусловливает появление поляризации3004-55.jpgпри переходе кристалла в магнитоупорядоченное состояние. Наконец, член вида3004-56.jpgприводит к изломам на кривой температурной зависимости диэлектрич. проницаемости 3004-57.jpg при 3004-58.jpg в точке Кюри при 3004-59.jpg Магнйтоэлектрич. взаимодействия могут изменять поляризацию эл--магн. волн при их отражении или пропускании кристаллами, обладающими M. э., вызывать параметрнч. возбуждение спиновых волн в сегнетомаг-нетиках под действием поля3004-60.jpgвысокой частоты или поглощение переменного магн. поля на резонансных частотах электрич. дипольной структуры.

Термодинамич. теория, позволяющая найти вид потенциала F для кристалла с известной симметрией, не даёт никаких сведений ни о величинах констант, описывающих магнитоэлектрический эффект, ни о природе микроскопич. сил, ответственных за его проявление. При изучении механизма M. э. приходится использовать модельные представления, а имеющаяся "микроскопическая" теория носит в основном качеств, характер. Так, описание зависимости 3004-61.jpg (рис. 2) удаётся получить на основе модели о сближении ионов 3004-62.jpg, принадлежащих одной магн. подрешётке, с ионами3004-63.jpg и удалении от них ионов другой подрешётки под действием поля что приводит к изменению изотропного косвенного обменного взаимодействия в подрешётках.



3004-64.jpg



В результате намагниченности становятся разными и появляется намагниченность кристалла в целом. Эта же модель может быть применена и к др. кристаллам, обладающим M. э., большинство из к-рых содержит кислород.

При наложении на кристалл достаточно больших полей 3004-65.jpgв нём возможны скачкообразные изменения 3004-66.jpg связанные с переходом от одного домена к другому. Так, в Ni - I-борацито при увеличении магн. поля, направленного перпендикулярно вектору спонтанной намагниченности, в точке3004-67.jpg происходит переброс этого вектора на 900 и вектора спонтанной поляризации на 180° (рис. 3). Внеш. электрич. поле может в свою очередь изменить направление p на 180° с одноврем. перебросом m на 90°. В Cr2O3 резкое изменение знака M. э., связанное с переходом от одного домена к другому (переключение доменов), наблюдается при одноврем. наложении достаточно сильных полей Ez и Hz.

Рис. 3. Изменение ориентации векторов спонтанной намагниченности т и поляризации r в Ni - I-бораците при достижении внешним магнитным полем критического значения Нс.

3004-68.jpg

Синтез монокристаллич. веществ, как правило, очень труден, что препятствует всестороннему изучению M. э., однако его простая регистрация возможна в порошках и поликристаллах, где величина3004-69.jpgдостигает 3004-70.jpg от её значения для монокристалла. Охлаждение поликристаллич. образцов ниже3004-71.jpgв полях3004-72.jpg создаёт избыток доменов одного типа и, следовательно, макроскопич. намагниченность таких образцов.

Все возможные классы магнитной симметрии, допускающие M. э., известны. Экспериментально изученные вещества относятся только к части этих классов, и лишь для неск. веществ получено полное согласие между результатами измерений и предсказаниями теории. Прямое определение магн. симметрии методами нейтронографии часто затруднено. Исследование M. э., конкретные проявления к-рого зависят от магн. симметрии, и ряде случаев позволяет дополнить ней-тронографич. данные или даже определить магн. атомную структуру независимо, а также получить сведения об её изменении, напр, при ориентаиионном фазовом переходе антиферромагнетика в сильном магн. поле (спин-флоп переход).

Практич. применения M. э. (магн. память, фазовращатели, затворы, невзаимные и переключающие элементы в оптике и т. д.) возможны, однако ни одно из подобных устройств не было реализовано в связи с отсутствием монокристаллич. материалов высокого качества.

Литература по магнитоэлектрическому эффекту

  1. O'Dell T. H., The electrodynamics of magnetoelcct-ric media, Amst.- L., 1970;
  2. Magnetoelectric interaction phenomena in crystals, ed. by A. J. Freeman, H. Schmid, L.- [a.o.], 1975;
  3. Смоленский G. А., Чупис И. E., Сегнетомагнетики, "УФН", 1982, т. 137, в. 3, с. 415;
  4. Веневцев Ю. H., Гагулин В. В., Любимов В. H., Сегнетомагнетики, M., 1982.

Д. H. Астров, Л. H. Батуров

к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

(время поиска примерно 20 секунд)

Знаете ли Вы, что такое "Большой Взрыв"?
Согласно рупору релятивистской идеологии Википедии "Большой взрыв (англ. Big Bang) - это космологическая модель, описывающая раннее развитие Вселенной, а именно - начало расширения Вселенной, перед которым Вселенная находилась в сингулярном состоянии. Обычно сейчас автоматически сочетают теорию Большого взрыва и модель горячей Вселенной, но эти концепции независимы и исторически существовало также представление о холодной начальной Вселенной вблизи Большого взрыва. Именно сочетание теории Большого взрыва с теорией горячей Вселенной, подкрепляемое существованием реликтового излучения..."
В этой тираде количество нонсенсов (бессмыслиц) больше, чем количество предложений, иначе просто трудно запутать сознание обывателя до такой степени, чтобы он поверил в эту ахинею.
На самом деле взорваться что-либо может только в уже имеющемся пространстве.
Без этого никакого взрыва в принципе быть не может, так как "взрыв" - понятие, применимое только внутри уже имеющегося пространства. А раз так, то есть, если пространство вселенной уже было до БВ, то БВ не может быть началом Вселенной в принципе. Это во-первых.
Во-вторых, Вселенная - это не обычный конечный объект с границами, это сама бесконечность во времени и пространстве. У нее нет начала и конца, а также пространственных границ уже по ее определению: она есть всё (потому и называется Вселенной).
В третьих, фраза "представление о холодной начальной Вселенной вблизи Большого взрыва" тоже есть сплошной нонсенс.
Что могло быть "вблизи Большого взрыва", если самой Вселенной там еще не было? Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМА

Форум Рыцари теории эфира


Рыцари теории эфира
 10.11.2021 - 12:37: ПЕРСОНАЛИИ - Personalias -> WHO IS WHO - КТО ЕСТЬ КТО - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 12:36: СОВЕСТЬ - Conscience -> РАСЧЕЛОВЕЧИВАНИЕ ЧЕЛОВЕКА. КОМУ ЭТО НАДО? - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 12:36: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от д.м.н. Александра Алексеевича Редько - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 12:35: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> Биологическая безопасность населения - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 12:34: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 12:34: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> ПРАВОСУДИЯ.НЕТ - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 12:34: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Вадима Глогера, США - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 09:18: НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ - New Technologies -> Волновая генетика Петра Гаряева, 5G-контроль и управление - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 09:18: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> ЭКОЛОГИЯ ДЛЯ ВСЕХ - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 09:16: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> ПРОБЛЕМЫ МЕДИЦИНЫ - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 09:15: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Екатерины Коваленко - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 09:13: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Вильгельма Варкентина - Карим_Хайдаров.
Боровское исследовательское учреждение - Bourabai Research Bourabai Research Institution