
【电】 helimagnet
螺旋磁体(Helical Magnet)是指具有螺旋状磁矩排列结构的磁性材料,其原子或离子磁矩在空间中以螺旋形式周期性旋转。这种独特的磁结构源于材料内部的自旋轨道耦合效应和竞争性交换相互作用,常见于手性磁性晶体或特定稀土合金中。
从物理机制分析,螺旋磁体的形成通常与Dzyaloshinskii-Moriya相互作用(DMI)密切相关,该量子效应导致自旋系统打破对称性,形成非共线磁结构。其数学表达式可表示为: $$ H_{DM} = D cdot (mathbf{S}_i times mathbf{S}_j) $$ 其中D代表相互作用强度,S为自旋矢量。这种特殊构型使得材料在拓扑磁存储器和自旋电子学器件中具有应用潜力。
根据美国国家标准与技术研究院(NIST)的磁学数据库记载,典型螺旋磁体包括:
最新研究显示,清华大学材料学院在《自然·材料》发表的成果表明,螺旋磁体的周期长度可通过外延应变调控,这为设计新型磁电耦合器件提供了理论依据。该现象已在透射电子显微镜洛伦兹成像实验中直接观测到。
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螺旋磁体是一种特殊的磁性材料,其原子磁矩(即微观磁性单元的排列方向)按照螺旋状结构有序排列。这种结构特性使其在信息存储等领域具有潜在应用价值。以下是详细解释:
螺旋磁体的核心特征在于其原子磁矩的螺旋排列。每个原子磁矩的方向按螺旋顺序周期性变化,形成类似“旋转楼梯”的空间分布。这种排列方式可分为左旋或右旋,称为“手性”(chirality),手性差异可用于区分和存储信息。此外,由于相邻磁矩的磁场相互抵消,螺旋磁体整体不产生宏观磁场。
磁体泛指能产生磁场的物体(如永磁体、电磁铁等),而螺旋磁体属于其中一类特殊功能材料。其英文术语为“helimagnet”。
如需进一步了解技术细节或最新研究进展,可参考相关物理学或材料科学领域的权威文献。
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