Фізика магнетизму

🧲 Типи магнетизму

Феромагнетизм

Паралельне вирівнювання спінів. T_C: Fe (1043 K), Co (1388 K), Ni (627 K). Spontaneous magnetization. Обмінна взаємодія J > 0.

Антиферомагнетизм

Антипаралельне вирівнювання. T_N (температура Néel). MnO: T_N ≈ 118 K. J < 0 (антипаралельна обмінна взаємодія).

Парамагнетизм

Вирівнювання з полем: M = χ·H, χ > 0. Залежність від температури: χ ∝ 1/T (закон Кюрі). Атомні магнітні моменти.

Діамагнетизм

Слабка відповідь проти поля: χ < 0, слабка залежність від температури. Всі речовини мають діамагнетизм.

🔬 Домени

Утворення доменів

Області однакового напрямку магнізації. Коротка дальнодіюча взаємодія vs енергія зовнішнього поля. Мінімізація магнітної енергії.

Стінки доменів

Блоха: обертання M на 180°. Néel: обертання M паралельно стінці. Ширина δ ≈ 10-100 нм для Fe. Енергія стінки.

Histeresis

Залишкова магнізація M_r, коерцитивна сила H_c. B(H) петля. Soft (легке намагнічування) vs hard (постійні магніти).

⚡ Обмінна взаємодія

Heisenberg model

H = -JΣSᵢ·Sⱼ, де J = обмінна константа. J > 0 (ferromagnetic), J < 0 (antiferromagnetic). Квантовия механіка спінів.

Ising model

H = -JΣSᵢᵧSⱼᵧ, де S = ±1. Одновимірна модель: no phase transition. 2D: T_c ≈ 2.27 J/k. 3D: T_c ≈ 4.51 J/k.

🔬 Spintronics

GMR

Гігантський магнітоопір: паралельна vs антипаралельна спін-конфігурація. Читачі HDD: Fe/Cu/Fe. Високий GMR.

Спінові хвилі

Magnons: квазічастки коливань спінів. Дисперсія ω(k). Теплоний magnon струм. Екситон-магнон взаємодії.

Спробуйте наживо

Усе, що вище, працює прямо у вашому браузері — відкрийте SPH Fluid і змінюйте параметри під час роботи. Нічого не встановлюється, нічого не завантажується на сервер, уся модель живе в одній вкладці.