Антиферромагнетизм

ХХ ғасырдың 30 жылдары парамагнетиктерден ерекше қасиеттері бар қосылыстар ( , , , тотықтары мен хлоридтері) табылды.

7.7-сурет  Поликристалды антиферро-магнетик (в) мен

парамагнетиктің (а) магниттік қабылдағыштықтарының

температураға тәуелділігі. - Нееля температурасы

7.7-суретте поликристалдық күйдегі осы заттардың магниттік қабылдағыш-тықтарының ( ) температураға тәуелділігі көрсетілген.

Көрініп тұрғандай (Нееля температурасы) бұл заттардың қасиеттері парамагнетиктерге қара-ғанда күрт өзгеше. ( болғанда бұл заттардың барлығы - кәдімгі парамагнетиктер).

Антиферромагнетизм – заттың магниттік реттелген күйі, көршілес атомдардың (молекулалардың) магниттік моменттері бір-біріне қарама-қарсы бағытталған (антипараллель). Сондықтан заттың магниттелуі толығымен алғанда нөлге тең. Мысалы, . Кристалдық құрылымы қарапайым: иондары сияқты иондары да гранецентрлік кубтық тор құрайды. Бұл екі тор (оларды торшалар деп атайды) иондарына жақын көршілес иондар тек қана оттегі иондары ғана болатындай етіп немесе керісінше құрастырылған. Көршілес торшалардағы иондарының магниттік моменттері антипараллель және бір-бірін компенсациялайды.

Температура жоғарылағанда жылулық қозғалыс спиндердің антипараллель бағыттарын реттеуге тырысады. Спиндердің бағытталынуының бұзылуы белгілі бір температурада күшті болады, ол Нееля температурасы деп аталады. Бұл кристалдық тордың бұзылуы емес, бар болғаны спиндердің белгілі бағыттарының бұзылуы – 2 реттік фазалық ауысу. болғанда көршілес атомдардың магниттік моменттерінің өзара алмаса әсерлесу күштері жылулық қозғалыстың бей-берекеттік әсерінен күштірек болады. жоғары температураларда антиферромагнетик қасиеттері жағынан парамагнетик сияқты.

Ферримагнетизм. Ферриттер

Ферриттер деп аталатын темір оксидтерінің тобы ерекше қарастыруды қажет етеді. Олар иондық кристалдар, олардың химиялық құрамы металл  (мысалы, , , , және т.б.). Бұл топтағы ең белгілісі ( , К). Бұл қосылыс элементар ұяшығы 56 атомнан тұратын шпинельдік құрылым: 32-сі оттегі атомы, 24-і темір атомы, олардың ішінде 8-і және 16-сы и . Тетраэр болып орналасқан спиндік магниттік моменттер октаэдр болып орналасқан спиндік магниттік моменттерге қарама-қарсы бағытталған. Бұл иондардың спиндік моменттері антиферромагнитті реттелген, олар бір-бірін компенсациялайды. Бірақ та, бір жаққа ғана бағытталған және ол қорытқы магниттелінуді береді. Антиферромагниттік реттелуі толық компенсацияланбаған спиндік жүйелер нәтижесінде қорытқы магниттелуге ие болатын қатты денелер ферримагнетиктер деп аталады.

7.8  Сурет Магниттік қабылдағыштың ( )-нің температураға тәуелділігі

(а)- парамагнетиктер, (в)- ферромагнетиктер және (с)- ферримагнетиктер

Мұнда да бірнеше магниттік торшалардың спиндері қарама-қарсы бағытталған, бірақ торшалардың магниттік моменттері бір-біріне тең емес, сондықтан қорытқы магниттік момент бар болады. Торшалар олардың құрамында валенттілігі басқа иондар немесе басқа металдар иондары болуымен ерекшеленеді. Ферримагнетизм, ферромагнетизм сияқты болғанда орнайды (Кюри температурасы).

Ферримагнетизмді жалпылама түрде магниттік реттелген күй деп қарастыруға болады. Бұл тұрғыдан алғанда, ферромагнетизм дегеніміз, затта тек қана бір торша болатын жекеше жағдай; антиферромагнетизм дегеніміз барлық торшалар бірдей магниттік иондардан тұратын және олардың қорытқы магниттік моменті нөлге тең болатын жағдай. Әртүрлі торшалардың иондары арасында магниттік моменттерді антипараллель етуге тырысатын теріс алмаса өзара әсерлесулер болады. болғанда жылулық энергия алмасу энергиясынан көп болады да, зат парамагниттік қасиеттерге ие болады.

Магнетиктердің барлық үш тобы арасындағы температуралық тәуелділіктің айырмашылықтары 7.8- суретте көрсетілген. Ферримагнетиктер өте күшті емес магнит өрістерінде өздерін ферромагнетик сияқты ұстайды (домендерге бөлінеді, гистерезис тұзағы бар, олар тік бұрышты). Ферримагнетиктердің көп бөлігі диэлектриктер немесе жартылай өткізгіштер болып табылады, яғни олардың электрлік кедергілері көп, металл ферромагнетиктердің кедергілерінен шамамен 10⁵ – 10¹⁵ есе үлкен. Сондықтан олар жоғары жиілікті, асқын жоғары жиілікті қондырғыларда кең қолданылады, себебі олардағы құйынды токтар шамасы аз. Тік бұрышты гистерезис тұзағы оларды есте сақтау қондырғыларында қолдануға мүмкіндік береді.

Н.4.07.-13

Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі

Ш. Уәлиханов атындағы Көкшетау мемлекеттік университеті

шаруашылық жүргізу құқығындағы республикалық мемлекеттік кәсіпорны

5В011000 – «Физика»_______ мамандығы

(шифры, атауы)

_______Қатты дене физикасы___ пәні бойынша

(атауы)

Емтихан сұрақтарының

ТІЗІМІ

Көкшетау, 2016

1. БАЙЛАНЫС КҮШТЕРІ. ҚАТТЫ ДЕНЕЛЕРДІҢ ІШКІ ҚҰРЫЛЫМЫ

2. Ван-дер-Ваальс күштері

3. Иондық байланыс

4. Коваленттік байланыс

5. Металдық байланыс

6. Сутектік байланыс

7. Әртүрлі байланыс түрлерін салыстыру

8. Тебіліс күштері

9. Кристалдық тор

10. Кристалдардағы бағыттар мен жазықтықтарды, түйіндерді белгілеу

11. Байланыс күштері сипатына байланысты қатты денелерді классификациялау. Полиморфизм құбылысы

12. Кристалдық торлардағы олқылықтар пен дефектілер

13. ҚАТТЫ ДЕНЕЛЕРДІҢ МЕХАНИКАЛЫҚ ҚАСИЕТТЕРІ

14. Серпімді және пластикалық деформации. Гук заңы

15. Кристалдардың пластикалыққа өтуінің негізгі заңдылықтары

16. Механикалық қосарлану

17. Ығысуға кристалдардың теориялық және нақты беріктіктері

18. Дислокация туралы түсінік. Дислокацияның негізгі түрлері

19. Дислокацияның орын ауыстыруы үшін қажетті күштер

20. Дислокация көздері. Кристалдарды беріктендіру

21. Қатты денелердің морт беріктілігі

22. Молекула aралық өзара әсерлесулер арқылы анықтау

23. Қатты денелердің уақытша беріктілігі

24. Қатты денелердің беріктіліктерін арттыру жолдары

25. ФИЗИКАЛЫҚ СТАТИСТИКА ЭЛЕМЕНТТЕРІ

26. Бөлшектер ұжымын сипаттаудың термодинамикалық және статистикалық әдістері. Химиялық потенциал

27. Фермиондар мен бозондар. Азғындалмаған және азғындалған бөлшектер ұжымдары.

28. Таралу функциясы

29. Микробөлшектердің фазалық кеңістігі, оның квантталуы туралы ұғым

30. Идеал газдың азғындалмауы және металдағы электрондардың азғындалуы

31. Азғындалу температурасы

32. Азғындалмаған газға арналған таралу функциясы. Максвелл-Больцман таралу функциясы

33. Азғындалған газ фермиондарға арналған таралу функциясы. Ферми-Дирак таралу функциясы

34. Ферми-Дирак таралуына температураның тигізетін әсері

35. Азғындалған газ фермиондардың орташа энергиясы. Электрондық газдың қысымы

36. Бозе-Эйнштейннің таралу функциясы

37. ҚАТТЫ ДЕНЕЛЕРДІҢ ЭЛЕКТРЛІК ҚАСИЕТТЕРІ

38. Қатты денелердегі (кристалдағы) атомдардың байланысы

39. Металдық байланыс

40. Кристалдық тордағы электрондардың динамикасы. Эффективті масса

41. Металдардың электрөткізгіштігі

42. Кристалдардағы энергетикалық зоналар

43. Жартылай өткізгіштер

44. Жартылай өткізгіштердің меншікті өткізгіштігі

45. Жартылай өткізгіштердің қоспалы өткізгіштігі

46. ауысудың пайда болуы мен жұмыс принципі

47. Жартылай өткізгішті триодтың (транзистордың) жұмыс істеу принципі

48. Ішкі фотоэффект (фотоөткізгіштік)

49. Фотоэлектрлік құралдар

50. Күн батареялары

51. Жарық диодтары

52. Электрондардың шығу жұмысы

53. Потенциалдардың контактілік айырмасы

54. Термоэлектрлік құбылыстар.Зеебек құбылыстары

55. Пельтье құбылысы

56. ҚАТТЫ ДЕНЕЛЕРДІҢ ЖЫЛУЛЫҚ ҚАСИЕТТЕРІ

57. Кристалдық тордың қалыпты тербелістері туралы ұғым

58. Тордың қалыпты тербеліс спектрі

59. Дебай температурасының сипаттамасы

60. Гармоникалық осциллятор. Фонондар

61. Диэлектриктердің жылу сиымдылығы (Дебай теориясы)

62. Электрондық газдың жылу сиымдылығы (металдардың жылу сиымдылығы)

63. Қатты денелердің жылулық ұлғаюы

64. Қатты денелердің жылу өткізгіштігі

65. Тордың жылу өткізгіштігі (диэлектриктердің)

66. Металдардың жылу өткізгіштіктері

67. Видеман-Франц заңы

68. АСҚЫН ӨТКІЗГІШТІК

69. Асқын өткізгіштердің негізгі қасиеттері

70. Асқын өткізгіштік табиғаты. БКШ-теориясының сапалық жақтары

71. Джозефсон эффектісі

72. Джозефсонның стационар емес эффектісі

73. Жоғары температуралы асқын өткізгіштік

74. ҚАТТЫ ДЕНЕЛЕРДІҢ МАГНЕТИЗМІ

75. Атомдардың магниттік моменттерінің табиғаты

76. Ферромагнетиктердің негізгі қасиеттері

77. Ферромагнетиктердің спонтанды магниттелінуінің табиғаты

78. Антиферромагнетизм

79. Ферримагнетизм. Ферриттер

Н.4.07-14

Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі

Ш. Уәлиханов атындағы Көкшетау мемлекеттік университеті

шаруашылық жүргізу құқығындағы республикалық мемлекеттік кәсіпорны

«Бекітемін»

Кафедра меңгерушісі

_______________ Дамекова С.К._

(қолы) (аты-жөні, тегі)

«_____» _______________ 20 ____ ж.

№ _____ хаттама

___5B011000 - Физика_____________ мамандығы

(мамандықтың шифры, атауы)

___4_____ курс, ______7_____ семестр

Оқыту түрі__күндізгі____________________

_ Қатты дене физикасы___________ пәнінен

(атауы)