
【电】 ferromagnetic resonance
铁磁共振(Ferromagnetic Resonance, FMR)是铁磁材料在交变磁场作用下,磁矩绕静磁场方向发生进动时产生的共振现象。这一现象与材料内部的磁各向异性场、阻尼系数等参数密切相关,是研究磁性材料动态特性的重要手段。在微波频段,铁磁共振频率可通过以下公式描述:
$$
f{text{res}} = frac{gamma}{2pi} sqrt{H{text{eff}} cdot (H_{text{eff}} + 4pi Ms)}
$$
其中,$gamma$为旋磁比,$H{text{eff}}$为有效磁场,$M_s$为饱和磁化强度。
铁磁共振技术广泛应用于微波器件(如隔离器、环形器)和自旋电子学领域,其核心原理是能量在微波磁场与磁矩进动之间的高效耦合。例如,在磁性薄膜中观测到的共振线宽可直接反映材料的阻尼特性,为新型存储器设计提供关键参数。
权威文献如《电磁学大辞典》明确指出,铁磁共振的经典理论由Landau和Lifshitz于1935年建立,后经Gilbert引入阻尼项完善为LLG方程(Landau-Lifshitz-Gilbert equation)。现代研究则聚焦于纳米尺度下的尺寸效应和界面调控。
铁磁共振(Ferromagnetic Resonance,FMR)是磁共振的一种特殊形式,主要用于研究铁磁材料的磁化特性。以下是详细解释:
铁磁共振指铁磁材料中的电子自旋磁矩在外部磁场作用下的进动现象。当外加交变磁场的频率与材料内部磁矩的固有进动频率相同时,系统会吸收能量达到共振状态。这种现象与核磁共振(NMR)、电子顺磁共振(EPR)类似,但研究对象不同:FMR探测的是铁磁体中未配对电子的集体磁矩,而NMR和EPR分别针对原子核磁矩和顺磁材料中的孤立电子磁矩。
类型 | 检测对象 | 频率范围 | 典型应用领域 |
---|---|---|---|
铁磁共振 | 铁磁体电子自旋磁矩 | GHz量级 | 磁性材料、自旋波研究 |
核磁共振 | 原子核磁矩 | MHz量级 | 医学成像、化学分析 |
顺磁共振 | 顺磁材料未配对电子磁矩 | GHz-THz | 分子结构、缺陷分析 |
通过铁磁共振技术,科学家可以深入理解材料的磁各向异性、阻尼机制等关键性质,为新型磁性器件的开发提供理论支持。
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