磁學(xué)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)-展示頁(yè)
2025-03-27 19:46本頁(yè)面
【正文】 的演化規(guī)律 ， 研究關(guān)聯(lián)電子系統(tǒng)中各種自由度隨參數(shù)改變而導(dǎo)致的電子結(jié)構(gòu)的改變 ， 對(duì)于探索相關(guān)量子效應(yīng)的起源 ， 研究更有效的量子調(diào)控機(jī)理尤為重要 。 關(guān)聯(lián)量子材料發(fā)現(xiàn)的各種新穎的量子現(xiàn)象正是來(lái)源于這些自由度或有序相的相互作用 。 ? 與關(guān)聯(lián)電子問(wèn)題的交叉 。 另外一個(gè)例子是低維磁性問(wèn)題的研究 。 由于表面 、 界面的對(duì)稱(chēng)破缺 、 獨(dú)特的層間耦合以及增強(qiáng)的量子漲落效應(yīng) ， 自旋相關(guān)問(wèn)題例如自旋 軌道耦合 、 自旋相干性在這里得到更突出的體現(xiàn) 。 同時(shí) ， 以巨磁電阻效應(yīng)為基礎(chǔ)的更先進(jìn)的信息讀寫(xiě)技術(shù)已得到廣泛應(yīng)用 ， 以隧道磁電阻效應(yīng)為基礎(chǔ)的磁隨機(jī)存儲(chǔ)器的研制也取得了階段性成果 。 信息技術(shù)的關(guān)鍵是信息的存儲(chǔ) 、 傳輸與處理 。 以半導(dǎo)體作為自旋輸運(yùn) 、 操縱的載體 ，探索自旋運(yùn)動(dòng)規(guī)律 ， 實(shí)現(xiàn)磁調(diào)控與電調(diào)控的有機(jī)結(jié)合 。 ? 有關(guān)傳統(tǒng)固體軟磁和硬磁性的研究 ， 已逐漸成為材料科學(xué)問(wèn)題 ， 而較少在凝聚態(tài)物理領(lǐng)域討論了 ， 磁學(xué)研究的重心逐漸從傳統(tǒng)磁學(xué)轉(zhuǎn)向以自旋電子學(xué)為標(biāo)志的新磁學(xué)研究 。 ? 經(jīng)過(guò)近一個(gè)世紀(jì)的探索 ， 對(duì)傳統(tǒng)磁性基本問(wèn)題的認(rèn)識(shí)逐漸趨于成熟 ? 盡管還存在一些有待于進(jìn)一步澄清的問(wèn)題 ， 整體來(lái)講基本磁學(xué)理論已經(jīng)建立 ， 對(duì)磁相關(guān)現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)不斷深化 ， 從表面到本質(zhì) 、 從宏觀到微觀 ， 解釋也逐漸趨于完善 。 充分利用電子的自旋屬性 ， 有可能獲得 功能更強(qiáng)大 、 操控更方便 、 處理速度更快 的新一代微電子器件 。 電子具有電荷和自旋自由度 ， 但傳統(tǒng)的微電子學(xué)器件功能設(shè)計(jì)主要是基于電荷 ，忽略了自旋自由度 。永磁材料在微波通訊、音像和數(shù)字紀(jì)錄、信息技術(shù)以及工業(yè)、國(guó)防和日程生活等各領(lǐng)域的應(yīng)用極為廣泛。按照磁體成分劃分， 永磁材料的發(fā)展歷程可以分為三個(gè)階段 。 之后，在無(wú)線電技術(shù)需求的推動(dòng)下，40年代又發(fā)展了適用于射頻的磁粉介質(zhì)、鐵氧體材料，特別是后者，為電子技術(shù)帶來(lái)了翻天覆地的變革。 ? 1924年烏倫貝克和古德施密特發(fā)現(xiàn)電子自旋 量子力學(xué)效應(yīng) ? 1926年海森堡揭示了分子場(chǎng)的微觀機(jī)制 交換作用 ? 斯托納、斯萊特和莫特提出巡游電子模型 過(guò)渡金屬的非整數(shù)磁矩 現(xiàn)代磁學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史 在基本磁學(xué)問(wèn)題研究取得不斷進(jìn)展的同時(shí)，磁性材料的應(yīng)用也得到了快速發(fā)展。磁學(xué)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) ? 現(xiàn)代磁學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史 ? 新磁學(xué) 研究的特點(diǎn)與發(fā)展趨勢(shì) ? 新磁學(xué) 研究方向 ? 舉例 報(bào) 告 內(nèi) 容 ? 1894年 居里確定了順磁磁化率與溫度成反比的實(shí)驗(yàn)定律（居里定律） ? 1905年朗之萬(wàn)將經(jīng)典統(tǒng)計(jì)學(xué)應(yīng)用到原子磁矩系統(tǒng)上，推導(dǎo)出居里定律 ? 1907年外斯（ Weiss）假設(shè)分子場(chǎng)，解釋了自發(fā)磁化。 ? 經(jīng)典磁學(xué)的困難：無(wú)法解釋原子磁矩的大小；不能說(shuō)明分子場(chǎng)的起源。在工業(yè)化潮流的推動(dòng)下， 上個(gè)世紀(jì)早期低矯頑力的軟磁材料迅速發(fā)展，相繼出現(xiàn)了硅鋼、坡莫合金等軟磁材料。 和軟磁材料不同，去掉磁場(chǎng)后仍能保持磁性的材料稱(chēng)為永磁材料。 第一階段：金屬磁體題，碳鋼、鎢鋼及鈷鋼等；第二階段：鐵氧體；第三階段：稀土永磁材料。 現(xiàn)代磁學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史 新磁學(xué)研究是以自旋電子學(xué)概念的提出為起點(diǎn)的 。 實(shí)際上 ， 隨著研究的深入 ， 人們發(fā)現(xiàn) 低維納米尺度 的體系中自旋自由度在很多方面優(yōu)于電荷 ， 例如 退相干時(shí)間長(zhǎng) 、 能耗低等 。 以此為契機(jī) ， 作為凝聚態(tài)物理的一個(gè)新的分支 自旋電子學(xué)出現(xiàn)了 。 ? 對(duì)
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