第六章磁性和超导电性分析.ppt

磁场强度 磁场强度H的单位在国际单位制中为安培/米(A/m)；在CGS制中为奥斯特(Oe)。 1安/米相当于4π×10^(-3)奥 爱迪生和特斯拉为什么做了死对头？ 1912年共同拒绝分享诺贝尔物理奖 爱迪生说过：天才是有1%的灵感，99%的勤奋组成，（只是前半句） 后半句：然而那1%的灵感远比勤奋重要，！ 其实特斯拉就是一个灵感的天才， 而爱迪生是一个努力的天才 爱迪生大发明家，例如发明电灯 特斯拉，发明了交流电，解决了长途运输电大量消耗的问题 （磁感应强度单位） 如果交流电成功了，爱迪生直流电灯的市场前景就不好了， 所以他用了很多办法让人们对交流电产生恐惧感。 直到芝加哥世博会， 特斯拉的交流电发挥了巨大的作用，从而战胜了直流电！（局限性，交流电一样用电灯） 1913诺贝尔物理学奖 H.K.昂尼斯 在低温下研究物质的性质并制成液态氦 1972诺贝尔物理学奖 J.巴丁 1973诺贝尔物理学奖 B.D.约瑟夫森 发现固体中隧道现象，理论上预言超导电流能够通过隧道阻挡层(即约瑟夫森效应) 1987诺贝尔物理学奖 J.G.柏诺兹 2003诺贝尔物理学奖 阿列黑.A.阿布日科索夫 超导电性的应用举例 * 浙江大学硅材料国家重点实验室 黄靖云 第六章 磁性 Magnesium of Solid 超导电性 Superconductivity 指南针 司马迁《史记》描述黄帝作战用 1086年 宋朝沈括《梦溪笔谈》指南针的制造方法等 1119年 宋朝朱或《萍洲可谈》磁石罗盘用于航海 记载最早著作《De Magnete 》W.Gibert 18世纪 奥斯特电流产生磁场 19世纪 法拉弟效应在磁场中运动导体产生电流 安培定律 电磁学基础 电动机、发电机等开创现代电气工业 磁性材料及磁性的研究历史 1907年 P.Weiss的磁畴和分子场假说 1919年 巴克豪森效应 1928年 海森堡模型，用量子力学解释分子场起源 1931年 Bitter在显微镜下直接观察到磁畴 1933年 加藤与武井发现含Co的永磁铁氧体 1935年 荷兰Snoek发明软磁铁氧体 1935年 Landau和Lifshitz考虑退磁场, 理论上预言了磁畴结构 1946年 Bioembergen发现NMR效应 1948年 Neel建立亚铁磁理论 1957年 RKKY相互作用的建立 1958年 M?ssbauer效应的发现 1965年 Mader和Nowick制备了CoP铁磁非晶态合金 1970年 SmCo5稀土永磁材料的发现 1984年 NdFeB稀土永磁材料的发现Sagawa(佐川) 1986年 高温超导体，Bednortz-muller 1988年 巨磁电阻GMR的发现, M.N.Baibich 1994年 CMR庞磁电阻的发现，Jin等LaCaMnO3 1995年 隧道磁电阻TMR的发现,T.Miyazaki 原子的磁性 角动量：P 磁化强度矢量：M ?为磁旋比 在外加磁场H下 垂直于磁场方向的1米长的导线，通过1安培的电流，受到磁场的作用力为1牛顿时，通电导线所在处的磁感应强度就是1特斯拉。一般永磁铁附近的磁感应强度大约是0.4-0.7特，在电机和变压器的铁心中，磁感应强度可达0.8-1.4特，通过超导材料的强电流的磁感应强度可达1000特，而地面附近地磁场的磁感应强度大约只有0.5*10的-4次方特 1 T = 1Wb/m2=1N/(A·s2)=1Kg/(A·s2) 磁通量密度或磁感应强度 自旋电子学研究背景 巨磁阻效应(GMR) 标志自旋电子学的出现；第一代自旋器件：巨磁阻读头 第二代自旋器件（半导体自旋器件）：使自旋极化的自旋源；将自旋注入到传统半导体中 稀磁半导体：磁极子的局域磁矩与电子（空穴）的自旋相互作用；与传统半导体兼容，是良好的自旋源 处理信息 信息存储、处理同时进行 稀磁半导体 存储信息 磁性材料 半导体 电子的电荷 现代信息技术 电子的自旋 第二代自旋器件 上世纪的60 年代,光学和电学特性,居里温度(TC)在约为2 K InMnAs(PRL, 1992 ) 和GaMnAs (APL, 1996 ) TC~75 K GaMnAs 的TC已经达到170 K (Nat. Mater., 2005) Zener模型理论预测2000 Science ;随后,首次实现室温磁性(