Основы магнетизма конденсированных сред

Аннотация

Магнитные свойства конденсированных сред активно изучаются экспериментально и широко используются в современной технике. Большое разнообразие магнитных явлений, наблюдаемых как в классических магнетиках, так и в современных новых материалах (аморфных магнетиках, наноразмерных магнетиках) делает актуальным их исследование в настоящее время. Данный курс является вводным для дальнейшего подробного изучения различных разделов физики магнитных явлений. Он знакомит слушателей с основными понятиями физики магнетизма, дает представления о механизмах возникновения и природе дальнего магнитного порядка, возможных магнитных структурах, рассматривает современные теоретические модели магнетизма. В курсе также изучаются особенности магнитного поведения различных классов материалов, описываются магнитные свойства ряда соединений, представляющих эти материалы.

Программа курса

Магнитный момент атома. Атом в магнитном и электрическом поле. Переходные f- и d-элементы.
Парамагнетизм. Классическая теория парамагнетизма Ланжевена. Учет пространственного квантования. Применение функции Бриллюэна для расчёта намагниченности парамагнетиков. Асимптотическое приближение. Закон Кюри. Парамагнетизм Паули.
Диамагнетизм. Диамагнитный момент атома. Уровни Ландау.
Молекулярное поле. Ферромагнетизм в приближении молекулярного поля. Закон Кюри — Вейсса.
Природа дальнего магнитного порядка. Обменное взаимодействие. Модель Френкеля — Гейзенберга. Локализованные магнитные моменты.
Спиновые волны. Намагниченность в окрестности точки Кюри. Термодинамическое рассмотрение магнитного фазового перехода в точке Кюри.
Зонная теория магнетизма. Критерий ферромагнетизма Стонера.
Антиферромагнетизм. Нейтронографический метод определения магнитной структуры. Двухподрешёточная модель. Косвенное обменное взаимодействие.
Ферримагнетизм. Закон Нееля. Точка магнитной компенсации. Ферримагнетики в магнитном поле. Ферриты-гранаты, ферриты-шпинели.
Неколлинеарные магнитные структуры. Понятие о магнитной симметрии. Слабые ферромагнетики. Магнитные свойства R-3d сплавов. Магнитокалорический эффект.
Магнитокристаллическая анизотропия и магнитострикция. Магнитострикция редкоземельных металлов. Микроскопические механизмы магнитострикции.
Доменная структура ферромагнетиков. Стенка Блоха, толщина доменной стенки. Разбор задач, решаемых самостоятельно.
Кривые намагничивания. Процессы смещения доменных границ и вращения вектора намагничивания.
Магнитный гистерезис. Причины и типы гистерезиса.
Электронный и ядерный парамагнитный резонанс. Ферромагнитный резонанс. Эффект Мессбауэра. Антиферромагнитный резонанс.
Магнитные полупроводники. Магнитосопротивление. Эффект Холла.
Применение магнитных материалов. Постоянные магниты. Аморфные магнетики. Наноразмерные магнетики.
Спиновые стекла.

Литература

Основная

Е. С. Боровик, В. В. Ерёменко, А. С. Мильнер. Лекции по магнетизму: 3-е изд., перераб. и доп. М.: ФИЗМАТЛИТ. 2005. 512 с.
С. Тикадзуми. Физика ферромагнетизма. Магнитные свойства вещества: Пер. с японского. М.: «Мир». 1983. 304 с.
Л. И. Королёва. Магнитные полупроводники. М.: Физический факультет МГУ. 2003. 312 с.
В. И. Ивановский, Л. А. Черникова. Физика магнитных явлений. Семинары: под ред. проф. Е. И. Кондорского. М.: Изд. МГУ. 1981. 288 с.

Дополнительная

К. П. Белов. Магнитострикционные явления и их технические приложения. М.: Наука. 1987. 160 с.
К. П. Белов, Н. Г. Бочкарев. Магнетизм на Земле и в космосе. М.: Наука. 1983. 192 с.
К. П. Белов. Магнитные превращения. М.: Государственное издательство физико-математической литературы. 1959. 260 с.
К. П. Белов, Г. И. Катаев, Р. З. Левитин, С. А. Никитин, В. И. Соколов, Гигантская магнитострикция // УФН 140, 271 (1983).
А. С. Андреенко, К. П. Белов, С. А. Никитин, А. М. Тишин, В. И. Соколов, Магнитокалорические эффекты в редкоземельных магнетиках // УФН 158, 553 (1989).
С. В. Вонсовский. Магнетизм. М.: Наука. 1971.

Другие спецкурсы программы

Спецкурсы