磁性工学特论050519第5回常磁性と反磁性-佐藤胜昭.PDF

磁性工学特論050519 第5回弱い磁性：常磁性と反磁性 佐藤勝昭 復習コーナー（第４回の問題） 磁性体において初磁化状態で磁化が0である理由 と、磁場により飽和する理由を述べよ。 • 初磁化状態で磁化がないのは、静磁エネルギーを下げ るため全体がさまざまな方向の磁化をもつ磁区に分か れ、全体の磁化が打ち消されているからである。（正解 者：二村、山根、湯舟、堀越、石田、藤井宏、藤原、小山、 山本） • 磁界を印加すると、磁壁移動が起きて、磁界と平行な磁 化をもつ磁区が広がる。ある程度磁壁移動が進むと、磁 化回転が起きて、全体が単磁区になり、これ以上磁化は 増大しない。これが飽和である。（正解者：二村、湯舟、 石田、藤原、小山、山本） 本日の学習 弱い磁性 • 常磁性 – ランジェバンの常磁性 – パウリの常磁性 – バンブレックの常磁性 • 反磁性 – ランダウの反磁性 常磁性の説明 • 常磁性というのは英語のparamagnetismの和訳*である。 • ランジェバンの常磁性 磁界を加えないと、原子磁気モーメントはバラバラな向き を向いているが、磁界を加えると、磁気モーメントの向き が磁界に平行(parallel)になろうとして回転し、全体とし て正味の磁化を生じる現象である。 • パウリの常磁性 スピン常磁性は、非磁性金属において↑スピンのバンド と↓スピンバンドが分裂することによって生じる磁性で、 フェルミ縮退のある系では磁化率の温度変化がほとんど ないような常磁性を示す。 *磁界を加えて初めて磁化が生じるので、この和訳はmisleading ランジェバンの常磁性 (佐藤・越田：応用電子物性工学) 常磁性塩の磁気モーメント のH/T依存性 キュリーの法則χ=C/Tの例 M y NJg B y( ) B μ J ( ) (Henry:PR 88 (’52) 559) CuSO ⋅K SO ⋅6H O 4 2 4 2 y Jg H kT μ μ B 0 / 強磁界、低温では常磁性 (中村伝：磁性より) 磁化は飽和する Brillouin関数： 2 1J + 2 ⎛ 1J + y ⎞ − 1 coth⎛ y ⎞ 戻る B y coth (J ) ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ 2J ⎝ 2J ⎠ 2J ⎝ 2J ⎠ ランジェバンの常磁性 (佐藤・越田：応用電子物性工学) 参考 ブリルアン関数に従う常磁性磁化曲線 • 常磁性塩の磁気モーメン トのH/T依存性 (Henry:PR 88 (’52) 559) • 強磁界、低温では常磁性 磁化は飽和する 低温で常磁性体は磁石にくっつく 液体酸素の常磁性 S N