Энергия анизотропии.

В ферромагнитном кристалле имеются взаимодействия, которые ориентируют вектор намагниченности вдоль определенных кристаллографических направлений, называемых осями легкого намагничивания. Энергия, связанная с этими взаимодействиями, называется энергией магнитной кристаллографической анизотропии или просто энергией магнитной анизотропии. Кобальт является гексагональным кристаллом.

Гексагональная ось в кристалле кобальта служит примером оси легкого намагничивания при комнатной температуре (см. рис. 16.33). Одна из причин магнитной анизотропии иллюстрируется схемой на рис. 16.34. Намагниченность кристалла «чувствует»

кристаллическую решетку благодаря перекрытию электронных орбит: спиновые моменты.взаимодействуют с орбитальными из-за наличия спин-орбитальной связи, а орбитальные моменты в свою очередь взаимодействуют с кристаллической решеткой

за счет существующих в ней электростатических полей и перекрытия волновых функций соседних атомов решетки.

Плотность энергии магнитной анизотропии в кобальте можно записать в виде

Железо является кубическим кристаллом; ребра куба совпадают с осями легкого намагничивания. Для описания энергии анизотропии железа, намагниченного в произвольном направлении, вводят направляющие косинусы вектора намагниченности относительно осей координат, направленных вдоль ребер куба. Поскольку кристалл имеет кубическую симметрию, то выражение для энергии анизотропии должно быть функцией четных степеней инвариантной по отношению к перестановкам между собой. В наинизшем порядке (вторая сте-

пень) требованиям симметрии удовлетворяет комбинация

но она не годится, поскольку тождественно равна единице и, следовательно, не описывает эффектов анизотропии. Следующая инвариантная комбинация (четвертой степени по ) имеет вид далее (шестой степени), очевидно,

Итак, плотность энергии магнитной анизотропии для кубического кристалла можно записать в виде

Дата добавления: 2015-07-18