tailieunhanh - Chuyên đề vật lý lượng tử " NHỮNG NGUYÊN LÝ VẬT LÝ CỦA TỪ HỌC "

Các quá trình vật lý của từ trường ở cấp độ nguyên tử được mô tả bởi sự chuyển động của điện tử quanh quỹ đạo và của spin điện tử “tự quay” - sau đó mở rộng ra cho nguyên tử và tinh thể kim loại, để giải thích vì sao có tính chất từ và tính sắt từ của vật liệu. | Trần Văn Thảo Cao hoc VLLT DHKHTN K19 NHỮNG NGUYÊN LÝ VẬT LÝ CỦA TỪ HỌC Các quá trình vật lý của từ trường ở cấp độ nguyên tử được mô tả bởi sự chuyển động của điện tử quanh quỹ đạo và của spin điện tử tự quay - sau đó mở rộng ra cho nguyên tử và tinh thể kim loại để giải thích vì sao có tính chất từ và tính sắt từ của vật liệu. 1. TỔNG QUAN Co Ni Fe là các chất sắt từ điển hình. Các chất này là các chất vốn có mômen từ nguyên tử lớn ví dụ như sắt là 2 2 LIB Gd là 7 pB. và nhờ tương tác trao đổi giữa các mômen từ này mà chúng định hướng song song với nhau theo từng vùng gọi là các đômen từ tính . Mômen từ trong mỗi vùng đó gọi là từ độ tự phát - có nghĩa là các chất sắt từ có từ tính nội tại ngay khi không có từ trường ngoài. Đây là các nguồn gốc cơ bản tạo nên các tính chất của chất sắt từ. Tính chất từ ở cấp độ nguyên tử có nguồn gốc từ sự chuyển động của điện tử trên quỹ đạo quanh hạt nhân và chuyển động spin. Từ trường mạnh được sinh ra từ các nguyên tố sắt từ Co Ni Fe chủ yếu bắt nguồn từ chuyển động spin. Những vật liệu sắt từ này là những tinh thể có cấu trúc lập phương hoặc lục giác lực tĩnh điện tạo sự sắp xếp các spin điện tử song song hoặc đối song của những nguyên tử lân cận không phải toàn bộ tinh thể mà thành từng vùng những vùng đó gọi là đômen từ và do đó từ trường tự động đạt bảo hòa và định hướng theo một hoặc một số trong sáu chiều pháp tuyến của bề mặt khối lập phương. Tuy nhiên quá trình hình thành từ tự phát trên không phải là nguyên nhân của tính chất từ bên ngoài nam châm của vật liệu sắt từ nó còn phải thỏa mãn điều kiện năng lượng cực tiểu nữa. Vì vậy thay vì hình thành một nam châm lớn thì chất sắt từ tự từ hóa ở khắp nơi tạo nên những vùng bị từ hóa gọi là đômen từ. Những đômen từ này đạt mức bão hòa nó định hướng theo những chiều khác nhau sắp xếp hỗn loạn vì vậy năng lượng từ triệt tiêu lẫn nhau và từ trường trong mạng tinh thể có thể coi còn rất nhỏ xem như bằng không. Những đômen từ này phân biệt nhau bởi những vách mỏng Bloch Walls