
【計】 ferro
determine; iron; unalterable; weapon
【醫】 Fe; ferri; ferrum; iron; mars; sidero-
【經】 iron
resonance; sympathetic vibration; syntony
【化】 resonance; resonant vibration
鐵共振(Iron Resonance)在物理學和工程學中通常指鐵磁材料在交變磁場作用下發生的特定頻率共振現象。這一術語對應的英文概念為"ferromagnetic resonance",其核心特征包含以下三個維度:
物理定義與機制 鐵共振表現為鐵磁體在外加高頻磁場作用下,其磁矩圍繞平衡位置進動時産生的能量吸收峰現象。該現象遵循朗道-利夫希茨-吉爾伯特方程(Landau-Lifshitz-Gilbert equation): $$ frac{dmathbf{M}}{dt} = -gammamathbf{M} times mathbf{H}_{text{eff}} + frac{alpha}{M_s}mathbf{M} times frac{dmathbf{M}}{dt} $$ 其中$gamma$為旋磁比,$alpha$為阻尼系數,$M_s$為飽和磁化強度。
工程應用範疇 • 微波器件:用作隔離器/環行器的核心材料(IEEE Microwave Theory and Techniques期刊) • 磁存儲技術:用于硬盤讀寫頭的磁阻尼特性研究(美國物理聯合會《應用物理評論》) • 量子計算:自旋波器件中的磁振子調控(《自然·納米技術》2023年研究報告)
關鍵參數體系 包括共振線寬(與材料阻尼系數正相關)、各向異性場強度、旋磁比等核心指标,這些參數已被納入《國家物理學标準測量規範》(GB/T 13811-2020)。實驗測量中需特别注意溫度對磁晶各向異性的影響,典型數據可參考NIST磁學實驗室公開數據集。
鐵磁共振(Ferromagnetic Resonance, FMR)是鐵磁材料在恒定外磁場和高頻電磁場共同作用下,對微波能量的共振吸收現象。以下是詳細解釋:
鐵磁共振是鐵磁介質中未偶電子(即電子自旋)在特定頻率下的共振現象。當恒定磁場與高頻電磁場的頻率匹配時,材料會強烈吸收微波能量以補充阻尼損耗,表現為磁導率虛部(反映能量損耗)的峰值。
根據磁學理論,磁導率複數形式為 $mu = mu' + imu''$,其中虛部 $mu''$ 對應能量損耗。共振條件滿足: $$ omega = gamma B_0 $$ 其中 $omega$ 為微波頻率,$gamma$ 為旋磁比,$B_0$ 為恒定磁場強度。
鐵磁共振是研究鐵磁材料動态磁化過程、阻尼效應及旋磁性的重要手段,也為微波器件(如隔離器、環形器)設計提供理論基礎。
如需進一步了解實驗方法或具體公式推導,可參考、2、6、8的原始資料。
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