Феромагнітний резонанс — один з різновидів електронного магнітного резонансу.
Історія відкриття
Гіпотезу про явище, назване пізніше феромагнітним резонансом, першим висловив майбутній академік Володимир Аркадьєв. Підставою стали експерименти 1911—1913 років, в ході яких він спостерігав вибірковий характер поглинання сантиметрових електромагнітних хвиль феромагнетиками. Пізніше, в 1923 році, Яків Дорфман, досліджуючи розщеплення ліній атомних спектрів в магнітному полі, так званий ефект Зеемана, обґрунтував припущення В. Аркадьєва, виходячи з міркувань квантової фізики. У 1935 році, радянським фізикам Л. Д. Ландау і Є. М. Ліфшиць вдалося вивести рівняння динамічної магнітної сприйнятливості, що стало математичною основою теорії феромагнітного резонансу. У 1948 році американець Чарльз Кіттель описав зв'язок феромагнітного резонансу з формою зразка і магнітною анізотропією матеріалу. Експериментально феромагнітний резонанс в металах вперше, в 1946 р, виявив Дж. Гріффітс (), а в феритах, в 1949 р., У. Хьюітт ()Ферромагнитный резонанс // Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988..
Опис явища Феромагнітний резонанс проявляється у вибірковому поглинанні феромагнетиком енергії електромагнітного поля при частотах, що збігаються з власними частотами прецесії магнітних моментів електронної системи феромагнітного зразка у внутрішньому ефективному магнітному полі. Або іншими словами, це нестабільні збудження по всьому об'ємі зразка коливань однорідної прецесії вектора намагніченості, що викликаються магнітним НВЧ-полем, перпендикулярним постійному намагніченому полі Магнетизм. — М.: Наука, 1971. — 1033 с..
Феромагнітний резонанс виявляється методами магнітної радіоспектроскопії. Його основні характеристики — резонансні частоти, релаксація, форма і ширина ліній поглинання, нелінійні ефекти, визначаються колективною багатоелектронною природою феромагнетизму. При цьому, наявність доменної структури в феромагнетику ускладнює процес, приводячи до можливості появи декількох резонансних піків, а резонансне поглинання НВЧ енергії викликає його локальний нагрів.
Частота феромагнітного резонансу плоского зразка в паралельному зовнішньому полі обчислюється за формулою Ч. Кіттеля ()Charles Kittel Introduction to Solid State Physics (8th ed.). Wiley. 2004. ISBN 047141526X:
,
де - намагніченість феромагнетика, — магнітна стала (магнітна проникність вакууму), а — гіромагнітне співвідношення.
Використання Використання явища феромагнітного резонансу лежить в основі роботи багатьох надвисокочастотних пристроїв: резонансних вентилів і фільтрів, параметричних підсилювачів і перетворювачів частоти, обмежувачів потужності.
Див. також антиферомагнітний резонанс Електронний парамагнітний резонанс Ядерний магнітний резонанс Ядерний квадрупольний резонанс
Примітки