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учебник / Fizicheskie_osnovy_magnitnykh_materialov_s_pometkami

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ɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɨɟ ɫɨɩɪɨɬɢɜɥɟɧɢɟ ɤɨɬɨɪɵɯ ɦɨɠɟɬ ɢɡɦɟɧɹɬɶɫɹ ɦɟɠɞɭ ɞɜɭɦɹ ɡɧɚɱɟɧɢɹɦɢ ɜ ɡɚɜɢɫɢɦɨɫɬɢ ɨɬ ɜɡɚɢɦɧɨɝɨ ɭɩɨɪɹɞɨɱɟɧɢɹ ɧɚɦɚɝɧɢɱɟɧɧɨɫɬɢ ɜ ɷɬɢɯ ɫɥɨɹɯ. ɂɡɦɟɧɟɧɢɟ ɫɨɩɪɨɬɢɜɥɟɧɢɹ ɩɪɨɢɫɯɨɞɢɬ ɜ ɪɟɡɭɥɶɬɚɬɟ ɝɢɝɚɧɬɫɤɨɝɨ ɦɚɝɧɢɬɨɪɟɡɢɫɬɢɜɧɨɝɨ ɷɮɮɟɤɬɚ (ȽɆɊ-ɜɟɧ- ɬɢɥɶ). Ɍɚɤɚɹ ɫɬɪɭɤɬɭɪɚ ɦɨɠɟɬ ɢɫɩɨɥɶɡɨɜɚɬɶɫɹ ɤɚɤ ɛɢɫɬɚɛɢɥɶɧɨɟ ɭɫɬɪɨɣɫɬɜɨ ɫ ɞɜɭɦɹ ɫɨɫɬɨɹɧɢɹɦɢ: ɫɨɫɬɨɹɧɢɟɦ ɫ ɧɢɡɤɢɦ ɫɨɩɪɨɬɢɜɥɟɧɢɟɦ ɩɪɢ ɩɚɪɚɥɥɟɥɶɧɨɣ ɨɪɢɟɧɬɚɰɢɢ ɧɚɦɚɝɧɢɱɟɧɧɨɫɬɢ ɜ ɮɟɪɪɨɦɚɝɧɢɬɧɵɯ ɫɥɨɹɯ ɢ ɫɨɫɬɨɹɧɢɟɦ ɫ ɜɵɫɨɤɢɦ ɫɨɩɪɨɬɢɜɥɟɧɢɟɦ ɩɪɢ ɚɧɬɢɩɚɪɚɥɥɟɥɶɧɨɣ ɨɪɢɟɧɬɚɰɢɢ.

ɋɩɢɧɨɜɵɣ ɜɟɧɬɢɥɶ ɦɨɠɟɬ ɤɚɤ ɫɨɞɟɪɠɚɬɶ ɫɥɨɣ ɫ ɨɪɢɟɧɬɢɪɨɜɚɧɧɵɦɢ ɫɩɢɧɚɦɢ, ɬɚɤ ɢ ɧɟ ɫɨɞɟɪɠɚɬɶ ɟɝɨ (ɩɫɟɜɞɨɫɩɢɧɨɜɵɣ ɜɟɧɬɢɥɶ). ɉɪɢ ɷɬɨɦ ɦɚɝɧɢɬɧɵɟ ɫɥɨɢ ɜ ɧɟɦ ɞɨɥɠɧɵ ɩɟɪɟɤɥɸɱɚɬɶɫɹ ɩɪɢ ɪɚɡɥɢɱɧɨɣ ɧɚɩɪɹɠɟɧɧɨɫɬɢ ɦɚɝɧɢɬɧɨɝɨ ɩɨɥɹ, ɬ. ɟ. ɢɦɟɬɶ ɪɚɡɧɭɸ ɤɨɷɪɰɢɬɢɜɧɭɸ ɫɢɥɭ. Ⱦɥɹ ɷɬɨɝɨ ɦɨɠɧɨ ɜɚɪɶɢɪɨɜɚɬɶ ɫɨɫɬɚɜɨɦ ɢ ɬɨɥɳɢɧɚɦɢ ɫɥɨɟɜ. Ɍɚɤɨɣ ɜɟɧɬɢɥɶ ɢɦɟɟɬ ɫɢɦɦɟɬɪɢɱɧɭɸ ɤɪɢɜɭɸ ɫɨɩɪɨɬɢɜɥɟɧɢɹ ɢ ɚɧɬɢɫɢɦɦɟɬɪɢɱɧɭɸ ɤɪɢɜɭɸ ɧɚɦɚɝɧɢɱɢɜɚɧɢɹ (ɪɢɫ. 10.10, ɚ); F1 ɢ F2 – ɮɟɪɪɨɦɚɝɧɢɬɧɵɟ ɫɥɨɢ ɫ ɪɚɡɥɢɱɧɨɣ ɤɨɷɪɰɢɬɢɜɧɨɣ ɫɢɥɨɣ.

ɚ ɛ Ɋɢɫ. 10.10. Ɂɚɜɢɫɢɦɨɫɬɢ ɧɚɦɚɝɧɢɱɟɧɧɨɫɬɢ ɢ ɫɨɩɪɨɬɢɜɥɟɧɢɹ ɫɩɢɧɨɜɵɯ ɜɟɧɬɢɥɟɣ

ɨɬ ɢɧɞɭɤɰɢɢ ɛɟɡ (ɚ) ɢ ɩɪɢ ɧɚɥɢɱɢɢ (ɛ) ɫɥɨɹ ɫ ɨɪɢɟɧɬɢɪɨɜɚɧɧɵɦɢ ɫɩɢɧɚɦɢ

351

ɋɩɢɧɨɜɵɣ ɜɟɧɬɢɥɶ ɫ ɨɛɦɟɧɧɵɦ ɫɦɟɳɟɧɢɟɦ (ȺF-ɚɧɬɢɮɟɪɪɨɦɚɝ-

ɧɢɬɧɵɣ ɫɥɨɣ) (ɪɢɫ. 10.10, ɛ) ɨɛɥɚɞɚɟɬ ɥɭɱɲɢɦɢ ɩɚɪɚɦɟɬɪɚɦɢ ɜ ɫɥɭɱɚɟ ɩɪɢɦɟɧɟɧɢɹ ɜ ɞɚɬɱɢɤɚɯ ɢ ɡɚɩɨɦɢɧɚɸɳɢɯ ɭɫɬɪɨɣɫɬɜɚɯ. Ɉɞɢɧ ɢɡ ɮɟɪɪɨɦɚɝɧɢɬɧɵɯ ɫɥɨɟɜ ɡɚɤɪɟɩɥɟɧ ɩɨ ɫɩɢɧɭ ɨɛɦɟɧɧɵɦ ɜɡɚɢɦɨɞɟɣɫɬɜɢɟɦ ɫ ɩɪɢɥɟɝɚɸɳɢɦ ɤ ɧɟɦɭ ɚɧɬɢɮɟɪɪɨɦɚɝɧɢɬɧɵɦ ɫɥɨɟɦ, ɚ ɞɪɭɝɨɣ ɮɟɪɪɨɦɚɝɧɢɬɧɵɣ ɫɥɨɣ, ɜ ɤɨɬɨɪɨɦ ɦɚɝɧɢɬɧɵɟ ɦɨɦɟɧɬɵ ɦɨɝɭɬ ɜɪɚɳɚɬɶɫɹ, ɢɦɟɟɬ ɤɚɤ ɦɨɠɧɨ ɦɟɧɶɲɭɸ ɤɨɷɪɰɢɬɢɜɧɭɸ ɫɢɥɭ (ɫɜɨɛɨɞɧɵɣ ɫɥɨɣ). ȼɥɢɹɧɢɟ ɮɟɪɪɨɦɚɝɧɢɬɧɵɯ ɫɥɨɟɜ ɞɪɭɝ ɧɚ ɞɪɭɝɚ ɦɨɠɟɬ ɛɵɬɶ ɫɜɟɞɟɧɨ ɩɪɚɤɬɢɱɟɫɤɢ ɤ ɧɭɥɸ ɫɨɨɬɜɟɬɫɬɜɭɸɳɢɦ ɩɨɞɛɨɪɨɦ ɬɨɥɳɢɧɵ ɧɟɦɚɝɧɢɬɧɨɝɨ ɫɥɨɹ. ɉɟɪɟɤɥɸɱɟɧɢɟ ɨɬɧɨɫɢɬɟɥɶɧɨɣ ɨɪɢɟɧɬɚɰɢɢ ɧɚɦɚɝɧɢɱɟɧɧɨɫɬɢ ɡɚɤɪɟɩɥɟɧɧɨɝɨ ɢ ɫɜɨɛɨɞɧɨɝɨ ɫɥɨɟɜ ɦɨɠɟɬ ɩɪɨɢɡɜɨɞɢɬɶɫɹ ɨɱɟɧɶ ɦɚɥɟɧɶɤɢɦɢ ɩɨɥɹɦɢ, ɫɨɡɞɚɸɳɢɦɢ ɱɭɜɫɬɜɢɬɟɥɶɧɨɫɬɶ ɩɨɪɹɞɤɚ 20 % ɧɚ 1 ɦɌɥ ɞɥɹ ɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɨɝɨ ɬɨɤɚ, ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɧɨɝɨ ɜ ɩɥɨɫɤɨɫɬɢ ɫɥɨɟɜ, ɢ ɞɚɠɟ ɛɨɥɶɲɟ ɩɪɢ ɬɨɤɟ, ɩɟɪɩɟɧɞɢɤɭɥɹɪɧɨɦ ɫɥɨɹɦ.

ɋɩɢɧɨɜɵɣ ɜɟɧɬɢɥɶ, ɨ ɤɨɬɨɪɨɦ ɝɨɜɨɪɢɥɨɫɶ ɜɵɲɟ, ɦɨɠɧɨ ɫɨɡɞɚɬɶ ɢ ɧɚ ɬɭɧɧɟɥɶɧɨɦ ɦɚɝɧɢɬɨɪɟɡɢɫɬɢɜɧɨɦ ɷɮɮɟɤɬɟ, ɚ ɬɚɤɠɟ ɫ ɩɨɦɨɳɶɸ ɡɚɤɪɟɩɥɟɧɢɹ ɧɚɦɚɝɧɢɱɟɧɧɨɫɬɢ ɨɞɧɨɝɨ ɢɡ ɮɟɪɪɨɦɚɝɧɢɬɧɵɯ ɫɥɨɟɜ ɨɛɦɟɧɧɵɦ ɫɦɟɳɟɧɢɟɦ ɫɨɫɟɞɧɟɝɨ ɚɧɬɢɮɟɪɪɨɦɚɝɧɢɬɧɨɝɨ ɫɥɨɹ

(ɫɦ. ɪɢɫ. 10.10, ɛ).

Ɏɟɪɪɨɦɚɝɧɢɬɧɵɣ ɫɩɢɧɨɜɵɣ ɮɢɥɶɬɪ – ɬɨɧɤɨɩɥɟɧɨɱɧɚɹ ɬɭɧ-

ɧɟɥɶɧɨ-ɩɪɨɡɪɚɱɧɚɹ ɫɬɪɭɤɬɭɪɚ, ɜ ɤɨɬɨɪɨɣ ɢɫɩɨɥɶɡɭɟɬɫɹ ɦɚɝɧɢɬɧɵɣ ɦɚɬɟɪɢɚɥ ɫ ɜɵɫɨɤɢɦ ɭɞɟɥɶɧɵɦ ɫɨɩɪɨɬɢɜɥɟɧɢɟɦ (ɢɡɨɥɹɬɨɪ) ɜ ɤɚɱɟɫɬɜɟ ɫɥɨɹ, ɫɨɡɞɚɸɳɟɝɨ ɬɭɧɧɟɥɶɧɵɣ ɛɚɪɶɟɪ ɦɟɠɞɭ ɞɜɭɦɹ ɧɟɦɚɝɧɢɬɧɵɦɢ ɦɟɬɚɥɥɢɱɟɫɤɢɦɢ ɷɥɟɤɬɪɨɞɚɦɢ (ɪɢɫ. 10.11). ȼɵɫɨɬɚ ɛɚɪɶɟɪɚ ɞɥɹ ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɜ ɫ ɪɚɡɧɵɦɢ ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɢɹɦɢ ɫɩɢɧɨɜ ɨɬɥɢɱɚɟɬɫɹ ɩɪɢɦɟɪɧɨ ɧɚ 0,3 ɷȼ ɢɡ-ɡɚ ɫɩɢɧɨɜɨɝɨ ɪɚɫɳɟɩɥɟɧɢɹ ɧɟɡɚɧɹɬɨɣ ɡɨɧɵ ɩɪɨɜɨɞɢɦɨɫɬɢ ɢɡɨɥɹɬɨɪɚ ɡɚ ɫɱɟɬ sd-ɜɡɚɢɦɨ- ɞɟɣɫɬɜɢɹ. ȼ ɪɟɡɭɥɶɬɚɬɟ ɷɤɫɩɨɧɟɧɰɢɚɥɶɧɨɣ ɡɚɜɢɫɢɦɨɫɬɢ ɬɭɧɧɟɥɢɪɨɜɚɧɢɹ ɨɬ ɜɵɫɨɬɵ ɛɚɪɶɟɪɚ Ɏ ɦɨɠɟɬ ɛɵɬɶ ɞɨɫɬɢɝɧɭɬɚ ɜɵɫɨɤɚɹ ɩɨɥɹɪɢɡɚɰɢɹ ɩɨ ɫɩɢɧɭ. ɗɮɮɟɤɬ ɛɵɥ ɩɨɥɭɱɟɧ ɜɩɟɪɜɵɟ ɞɥɹ ɧɢɡɤɨɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɧɨɝɨ 4f-ɮɟɪɪɨɦɚɝɧɟɬɢɤɚ EuS ɜ ɤɚɱɟɫɬɜɟ ɬɭɧɧɟɥɶɧɨɝɨ ɛɚɪɶɟɪɚ, ɚ ɩɪɢ ɤɨɦɧɚɬɧɨɣ ɬɟɦ-

Ɋɢɫ. 10.11. ɋɩɢɧɨɜɵɣ ɮɢɥɶɬɪ ɩɟɪɚɬɭɪɟ – ɞɥɹ ɮɟɪɪɢɦɚɝɧɢɬɧɵɯ NiFe2O4

352

ɢ CoFe2O4. ɉɪɢ ɷɬɨɦ ɫɩɢɧɨɜɵɣ ɮɢɥɶɬɪ ɧɟ ɭɫɢɥɢɜɚɟɬ ɢɧɬɟɧɫɢɜɧɨɫɬɶ

ɫɢɝɧɚɥɚ ɢ ɫɩɢɧɨɜɭɸ ɩɨɥɹɪɢɡɚɰɢɸ, ɚ ɥɢɲɶ ɜɵɪɟɡɚɟɬ ɢɡ ɩɨɬɨɤɚ ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɜ, ɬɭɧɧɟɥɢɪɭɸɳɢɯ ɢɡ ɦɟɬɚɥɥɚ Ɇ1, ɷɥɟɤɬɪɨɧɵ ɫ ɨɩɪɟɞɟɥɟɧɧɵɦ ɧɚ-

ɩɪɚɜɥɟɧɢɟɦ ɫɩɢɧɚ. ɗɥɟɤɬɪɨɧɵ ɫ ɩɪɨɬɢɜɨɩɨɥɨɠɧɵɦɢ ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɢɹɦɢ ɫɩɢɧɨɜ ɨɬɪɚɠɚɸɬɫɹɨɬɝɪɚɧɢɰɵ «ɦɟɬɚɥɥ–ɢɡɨɥɹɬɨɪ».

ɗɥɟɦɟɧɬ ɷɧɟɪɝɨɧɟɡɚɜɢɫɢɦɨɣ ɨɩɟɪɚɬɢɜɧɨɣ ɩɚɦɹɬɢ ɧɚ ɦɚɝɧɢɬɨ-

ɪɟɡɢɫɬɢɜɧɨɦ ɷɮɮɟɤɬɟ (MRAM). ȼ ɩɨɫɥɟɞɧɢɟ ɧɟɫɤɨɥɶɤɨ ɥɟɬ ɪɚɡɜɢɬɢɟ ɤɪɟɦɧɢɟɜɨɣ ɬɟɯɧɨɥɨɝɢɢ ɩɨɡɜɨɥɢɥɨ ɨɫɭɳɟɫɬɜɢɬɶ ɩɪɨɦɵɲɥɟɧɧɨɟ ɜɧɟɞɪɟɧɢɟ ɷɥɟɦɟɧɬɨɜ ɷɧɟɪɝɨɧɟɡɚɜɢɫɢɦɨɣ ɨɩɟɪɚɬɢɜɧɨɣ ɩɚɦɹɬɢ, ɨɫɧɨɜɚɧɧɨɣ ɧɚ ɦɚɝɧɢɬɧɵɯ ɬɭɧɧɟɥɶɧɵɯ ɩɟɪɟɯɨɞɚɯ. ɉɨɞɨɛɧɵɟ ɭɫɬɪɨɣɫɬɜɚ ɫɨɱɟɬɚɸɬ ɜɵɫɨɤɨɟ ɛɵɫɬɪɨɞɟɣɫɬɜɢɟ, ɧɢɡɤɨɟ ɷɧɟɪɝɨɩɨɬɪɟɛɥɟɧɢɟ, ɛɨɥɶɲɨɣ ɫɪɨɤ ɯɪɚɧɟɧɢɹ ɢɧɮɨɪɦɚɰɢɢ, ɲɢɪɨɤɢɣ ɢɧɬɟɪɜɚɥ ɪɚɛɨɱɢɯ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪ ɢ ɜɵɫɨɤɭɸ ɧɚɞɟɠɧɨɫɬɶ. ɇɚɩɪɢɦɟɪ, ɭɫɬɪɨɣɫɬɜɚ, ɜɵɩɭɫɤɚɟɦɵɟ ɤɨɦɩɚɧɢɟɣ «Everspin» (ɋɒȺ), ɢɦɟɸɬ ɫɥɟɞɭɸɳɢɟ ɯɚɪɚɤɬɟɪɢɫɬɢɤɢ:

ɫɪɨɤ ɯɪɚɧɟɧɢɹ ɞɚɧɧɵɯ ɧɟ ɦɟɧɟɟ 20 ɥɟɬ;

ɜɪɟɦɹ ɩɟɪɟɡɚɩɢɫɢ 35 ɧɫ;

ɨɬɫɭɬɫɬɜɢɟ ɢɡɧɨɫɚ, ɨɛɭɫɥɨɜɥɟɧɧɨɟ ɩɪɢɧɰɢɩɨɦ ɪɚɛɨɬɵ;

ɩɨɥɧɚɹ ɢɧɬɟɝɪɚɰɢɹ ɫ ɄɆɈɉ-ɬɟɯɧɨɥɨɝɢɟɣ;

ɧɚɩɪɹɠɟɧɢɟ ɩɢɬɚɧɢɹ ɞɨ 4 ȼ;

ɪɚɫɫɟɢɜɚɟɦɚɹ ɦɨɳɧɨɫɬɶ 0,6 ȼɬ;

ɧɚɩɪɹɠɟɧɧɨɫɬɶ ɦɚɝɧɢɬɧɨɝɨ ɩɨɥɹ ɩɪɢ ɡɚɩɢɫɢ ɞɨ 12 ɤȺ/ɦ;

ɞɢɚɩɚɡɨɧ ɪɚɛɨɱɢɯ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪ –45…+135 °ɋ;

ɜɪɟɦɹɧɚɪɚɛɨɬɤɢɧɚɨɬɤɚɡɛɨɥɟɟ20 ɥɟɬɩɪɢ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɟ 125 °ɋ. əɱɟɣɤɚ ɩɚɦɹɬɢ ɫɨɞɟɪɠɢɬ ɨɞɢɧ ɬɪɚɧɡɢɫɬɨɪ ɢ ɨɞɢɧ ɦɚɝɧɢɬɧɵɣ

ɬɭɧɧɟɥɶɧɵɣ ɩɟɪɟɯɨɞ (ɪɢɫ. 10.12). ɗɬɨɬ ɩɟɪɟɯɨɞ ɫɨɫɬɨɢɬ ɢɡ ɡɚɤɪɟɩɥɟɧɧɨɝɨ ɦɚɝɧɢɬɧɨɝɨ ɫɥɨɹ, ɬɨɧɤɨɝɨ ɬɭɧɧɟɥɶɧɨ-ɩɪɨɡɪɚɱɧɨɝɨ ɞɢɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɨɝɨ ɢ ɫɜɨɛɨɞɧɨɝɨ ɦɚɝɧɢɬɧɨɝɨ ɫɥɨɹ, ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɢɟ ɧɚɦɚɝɧɢɱɟɧɧɨɫɬɢ ɜ ɤɨɬɨɪɨɦ ɨɩɪɟɞɟɥɹɟɬ ɫɨɫɬɨɹɧɢɟ ɹɱɟɣɤɢ. Ɉɛɵɱɧɨ ɩɪɢ ɩɚɪɚɥɥɟɥɶɧɨɦ ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɢɢ ɧɚɦɚɝɧɢɱɟɧɧɨɫɬɢ ɜ ɫɥɨɹɯ ɢ ɫɨɨɬɜɟɬɫɬɜɟɧɧɨ ɧɢɡɤɨɦ ɫɨɩɪɨɬɢɜɥɟɧɢɢ ɫɨɫɬɨɹɧɢɟ ɹɱɟɣɤɢ ɩɪɢɧɢɦɚɟɬɫɹ ɡɚ ɥɨɝɢɱɟɫɤɭɸ ɟɞɢɧɢɰɭ, ɚ ɜ ɩɪɨɬɢɜɧɨɦ ɫɥɭɱɚɟ (ɩɪɢ ɜɵɫɨɤɨɦ ɫɨɩɪɨɬɢɜɥɟɧɢɢ) – ɡɚ ɥɨɝɢɱɟɫɤɢɣ ɧɨɥɶ. ɉɨɫɥɟ ɩɪɢɥɨɠɟɧɢɹ ɤ ɬɭɧɧɟɥɶɧɨɦɭ ɩɟɪɟɯɨɞɭ ɧɚɩɪɹɠɟɧɢɹ ɫɦɟɳɟɧɢɹ ɫɩɢɧ-ɩɨɥɹɪɢɡɨɜɚɧɧɵɟ ɜ ɦɚɝɧɢɬɧɵɯ ɫɥɨɹɯ ɷɥɟɤɬɪɨɧɵ ɩɪɟɨɞɨɥɟɜɚɸɬ ɛɚɪɶɟɪ.

Ⱦɥɹ ɢɡɦɟɧɟɧɢɹ ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɢɹ ɧɚɦɚɝɧɢɱɟɧɧɨɫɬɢ ɮɟɪɪɨɦɚɝɧɟɬɢɤɚ F1 ɧɟɨɛɯɨɞɢɦɨ ɩɨɞɚɬɶ ɬɨɤ ɜ ɥɢɧɢɢ WC1 ɢ WL1. ȼ ɬɨɱɤɟ ɩɟɪɟɫɟɱɟɧɢɹ

353

ɷɬɢɯ ɥɢɧɢɣ, ɬɚɦ, ɝɞɟ ɪɚɫɩɨɥɚɝɚɟɬɫɹ ɦɚɝɧɢɬɧɵɣ ɷɥɟɦɟɧɬ, ɫɨɡɞɚɫɬɫɹ ɦɚɝɧɢɬɧɨɟ ɩɨɥɟ ɞɨɫɬɚɬɨɱɧɨɣ ɧɚɩɪɹɠɟɧɧɨɫɬɢ, ɱɬɨɛɵ ɮɟɪɪɨɦɚɝɧɟɬɢɤ F1 ɢɡɦɟɧɢɥ ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɢɟ ɧɚɦɚɝɧɢɱɟɧɧɨɫɬɢ. Ɉɫɬɚɥɶɧɵɟ ɹɱɟɣɤɢ ɦɚɝɧɢɬɨɪɟɡɢɫɬɢɜɧɨɣ ɩɚɦɹɬɢ, ɪɚɫɩɨɥɚɝɚɸɳɢɟɫɹ ɜɞɨɥɶ ɫɬɪɨɤɢ ɢ ɫɬɨɥɛɰɚ, ɧɚ ɤɨɬɨɪɵɟ ɩɨɞɚɧ ɬɨɤ, ɧɟ ɢɡɦɟɧɹɬ ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɢɹ ɧɚɦɚɝɧɢɱɟɧɧɨɫɬɢ, ɬɚɤ ɤɚɤ ɦɨɳɧɨɫɬɶ ɩɨɥɹ, ɫɨɡɞɚɜɚɟɦɨɝɨ ɬɨɥɶɤɨ ɬɨɤɨɦ ɜ ɥɢɧɢɢ WC1 ɢɥɢ ɬɨɥɶɤɨ ɬɨɤɨɦ ɜ ɥɢɧɢɢ WL1, ɧɟɞɨɫɬɚɬɨɱɧɚ.

Ɋɢɫ. 10.12. ɋɯɟɦɚ ɹɱɟɣɤɢ ɦɚɝɧɢɬɨɪɟɡɢɫɬɢɜɧɨɝɨ ɈɁɍ

354

ȼ ɩɪɨɰɟɫɫɟ ɱɬɟɧɢɹ ɧɚ ɥɢɧɢɸ RL1 ɩɨɞɚɟɬɫɹ ɬɨɤ, ɨɬɤɪɵɜɚɸɳɢɣ ɬɪɚɧɡɢɫɬɨɪ VT1 ɢ ɪɚɡɪɟɲɚɸɳɢɣ ɱɬɟɧɢɟ ɞɚɧɧɵɯ ɢɡ ɹɱɟɣɤɢ ɩɚɦɹɬɢ. Ɂɚɬɟɦ ɧɚ ɥɢɧɢɸ WC1 ɩɨɞɚɟɬɫɹ ɬɨɤ, ɩɪɨɯɨɞɹɳɢɣ ɱɟɪɟɡ ɦɚɝɧɢɬɧɵɣ ɷɥɟɦɟɧɬ MTJ1, ɚ ɞɚɥɟɟ – ɱɟɪɟɡ ɨɬɤɪɵɬɵɣ ɬɪɚɧɡɢɫɬɨɪ VT1 ɜ ɭɫɬɪɨɣɫɬɜɨ ɱɬɟɧɢɹ ɞɚɧɧɵɯ, ɝɞɟ ɩɨ ɡɧɚɱɟɧɢɸ ɬɨɤɚ ɛɭɞɟɬ ɨɩɪɟɞɟɥɹɬɶɫɹ ɢɧɮɨɪɦɚɰɢɹ, ɯɪɚɧɹɳɚɹɫɹ ɜ ɹɱɟɣɤɟ ɩɚɦɹɬɢ.

10.4. Ɇɚɝɧɢɬɧɵɟ ɧɚɧɨɧɢɬɢ ɢ ɢɝɨɥɶɱɚɬɵɟ ɧɚɧɨɱɚɫɬɢɰɵ

Ɇɚɝɧɢɬɧɵɟ ɧɚɧɨɧɢɬɢ ɦɨɠɧɨ ɩɨɥɭɱɢɬɶ ɢɡ ɬɨɧɤɢɯ ɩɥɟɧɨɤ ɩɨ ɥɢɬɨɝɪɚɮɢɱɟɫɤɨɣ ɬɟɯɧɨɥɨɝɢɢ. ɂɧɨɣ ɩɭɬɶ ɫɨɡɞɚɧɢɹ ɩɨɞɨɛɧɵɯ ɫɬɪɭɤɬɭɪ – ɷɥɟɤɬɪɨɯɢɦɢɱɟɫɤɨɟ ɨɫɚɠɞɟɧɢɟ ɧɚ ɩɨɪɢɫɬɵɣ ɲɚɛɥɨɧ, ɧɚɩɪɢɦɟɪ ɧɚ ɦɟɦɛɪɚɧɭ ɢɡ ɨɤɫɢɞɚ ɚɥɸɦɢɧɢɹ

(ɪɢɫ. 10.13).

ȼɟɤɬɨɪ ɧɚɦɚɝɧɢɱɟɧɧɨɫɬɢ ɮɟɪɪɨɦɚɝɧɢɬɧɵɯ ɧɚɧɨɧɢɬɟɣ ɢ ɢɝɨɥɶɱɚɬɵɯ ɧɚɧɨɱɚɫɬɢɰ ɨɛɵɱɧɨ ɨɪɢɟɧɬɢɪɨɜɚɧ ɜɞɨɥɶ ɢɯ ɞɥɢɧɧɵɯ ɨɫɟɣ. ɉɪɢ ɷɬɨɦ, ɤɚɤ ɩɪɚɜɢɥɨ, ɦɧɨɝɨɞɨɦɟɧɧɵɟ ɫɬɪɭɤɬɭɪɵ (ɞɚɠɟ ɞɜɭɯɞɨ-

Ɋɢɫ. 10.13. ɗɥɟɤɬɪɨɯɢɦɢɱɟɫɤɢ

ɦɟɧɧɵɟ) ɜ ɬɚɤɢɯ ɱɚɫɬɢɰɚɯ ɧɟ ɨɛɪɚ-

ɨɫɚɠɞɟɧɧɵɟ ɧɚɧɨɧɢɬɢ ɤɨɛɚɥɶɬɚ

ɡɭɸɬɫɹ, ɬɚɤ ɤɚɤ ɪɚɡɦɚɝɧɢɱɢɜɚɸɳɚɹ

ɜ ɩɨɪɢɫɬɨɣ ɦɟɦɛɪɚɧɟ Al2O3

ɷɧɟɪɝɢɹ ɭɠɟ ɪɚɜɧɚ ɧɭɥɸ ɜ ɨɞɧɨɞɨɦɟɧɧɨɦ ɫɥɭɱɚɟ, ɤɨɝɞɚ ɪɚɡɦɚɝɧɢɱɢɜɚɸɳɢɣ ɮɚɤɬɨɪ N = 0. Ɍɟɦ ɧɟ ɦɟɧɟɟ, ɜɨɡɦɨɠɧɨ ɡɚɪɨɠɞɟɧɢɟ ɨɛɪɚɳɟɧɧɨɝɨ ɞɨɦɟɧɚ ɧɚ ɤɨɧɰɟ ɧɢɬɢ.

ɂɝɨɥɶɱɚɬɵɟ ɧɚɧɨɱɚɫɬɢɰɵ ɯɚɪɚɤɬɟɪɢɡɭɸɬɫɹ ɜɡɚɢɦɨɫɜɹɡɶɸ ɤɨɷɪɰɢɬɢɜɧɨɣ ɫɢɥɵ ɢ ɚɧɢɡɨɬɪɨɩɢɢ ɮɨɪɦɵ, ɟɫɥɢ ɢɯ ɪɚɡɦɟɪɵ ɫɨɩɨɫɬɚɜɢɦɵ ɫ ɪɚɞɢɭɫɨɦ ɤɨɝɟɪɟɧɬɧɨɫɬɢ – ɦɚɤɫɢɦɚɥɶɧɵɦ ɪɚɡɦɟɪɨɦ ɨɞɧɨɪɨɞɧɨ ɧɚɦɚɝɧɢɱɟɧɧɨɣ ɱɚɫɬɢɰɵ, ɜ ɤɨɬɨɪɨɣ ɩɨɜɨɪɨɬ ɜɟɤɬɨɪɚ ɧɚɦɚɝɧɢɱɟɧɧɨɫɬɢ ɨɫɭɳɟɫɬɜɥɹɟɬɫɹ ɤɨɝɟɪɟɧɬɧɵɦ ɜɪɚɳɟɧɢɟɦ. ɂɝɨɥɶɱɚɬɵɟ ɱɚɫɬɢɰɵ CrO2 ɢ Ȗ-Fe2O3, ɢɫɩɨɥɶɡɭɟɦɵɟ ɜ ɭɫɬɪɨɣɫɬɜɚɯ ɦɚɝɧɢɬɧɨɣ ɡɚɩɢɫɢ, ɢɦɟɸɬ ɫɨɨɬɧɨɲɟɧɢɟ ɪɚɡɦɟɪɨɜ 5…10 (N < 0,1). Ɍɢɩɢɱɧɵɟ ɪɚɡɦɟɪɵ ɫɨɫɬɚɜɥɹɸɬ 30 u 30 u 300 ɧɦ. ɉɨ ɦɨɞɟɥɢ ɨɞɧɨɞɨɦɟɧɧɨɣ ɱɚɫɬɢɰɵ ɋɬɨɧɟɪɚ–ȼɨɥɶɮɚɪɬɚ ɤɨɷɪɰɢɬɢɜɧɚɹ ɫɢɥɚ ɪɚɜɧɹɟɬɫɹ ɧɚɩɪɹɠɟɧɧɨɫɬɢ ɩɨɥɹ ɚɧɢɡɨɬɪɨɩɢɢ ɱɚɫɬɢɰɵ:

355

 

 

ɇɫ = 2Kɢ P0M S ,

 

 

 

(10.1)

ɝɞɟ, ɜ ɨɬɥɢɱɢɟ ɨɬ K1 (ɫɦ. (3.4)), Kɢ ɭɱɢɬɵɜɚɟɬ ɤɨɷɮɮɢɰɢɟɧɬ ɚɧɢɡɨ-

ɬɪɨɩɢɢ ɮɨɪɦɵ Kɮ:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K

= > 1 3N 4@P

0

M

2.

 

 

(10.2)

Ɉɬɫɸɞɚ:

 

ɮ

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

º + > 1 3N 2@M

 

 

 

ɇ

= ª2K

P

0

M

S

S

.

(10.3)

ɫ

¬

1

 

 

¼

 

 

 

 

 

ɉɨɥɨɠɢɜ N = 0, ɩɨɥɭɱɢɦ Kɮ = 14P0MS2, ɱɬɨ ɞɚɟɬ ɫɨɨɬɜɟɬɫɬɜɭɸɳɢɣ ɩɪɟɞɟɥ ɞɥɹ ɤɨɷɪɰɢɬɢɜɧɨɣ ɫɢɥɵ M S 2 . ɇɚ ɩɪɚɤɬɢɤɟ ɞɥɹ ɱɚɫɬɢɰ CrO2 ( M S = 0,5 ɆȺ/ɦ ɢ N = 0,05) ɤɨɧɫɬɚɧɬɚ ɚɧɢɡɨɬɪɨɩɢɢ, ɨɛɭɫɥɨɜɥɟɧɧɚɹ ɮɨɪɦɨɣ (Kɮ), ɪɚɜɧɚ 67 ɤȾɠ/ɦ3 ɢ ɩɨɥɟ ɚɧɢɡɨɬɪɨɩɢɢ –

213 ɤȺ/ɦ. Ɍɢɩɢɱɧɚɹ ɤɨɷɪɰɢɬɢɜɧɚɹ ɫɢɥɚ ɩɪɨɦɵɲɥɟɧɧɵɯ ɨɛɪɚɡɰɨɜ ɫɨɫɬɚɜɥɹɟɬ 50 ɤȺ/ɦ. Ɋɚɫɯɨɠɞɟɧɢɟ ɫ ɬɟɨɪɢɟɣ ɨɛɴɹɫɧɹɟɬɫɹ ɬɟɦ, ɱɬɨ ɧɚ ɩɪɚɤɬɢɤɟ ɩɟɪɟɜɨɪɨɬ ɜɟɤɬɨɪɚ ɧɚɦɚɝɧɢɱɟɧɧɨɫɬɢ ɩɪɢ ɩɟɪɟɦɚɝɧɢɱɢɜɚɧɢɢ ɢɝɨɥɶɱɚɬɵɯ ɱɚɫɬɢɰ ɹɜɥɹɟɬɫɹ ɧɟɤɨɝɟɪɟɧɬɧɵɦ ɩɪɨɰɟɫɫɨɦ, ɩɪɨɬɟɤɚɸɳɢɦ ɫ ɡɚɤɪɭɱɢɜɚɧɢɟɦ ɜɟɤɬɨɪɚ ɧɚɦɚɝɧɢɱɟɧɧɨɫɬɢ ɢɥɢ ɡɚɪɨɠɞɟɧɢɟɦ ɨɛɥɚɫɬɢ ɫɨ ɜɫɬɪɟɱɧɵɦ ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɢɟɦ ɧɚɦɚɝɧɢɱɟɧɧɨɫɬɢ.

Ɇɚɝɧɢɬɵ ɚɥɶɧɢɤɨ (ɜ Ɋɨɫɫɢɢ – ɫɩɥɚɜɵ ɫɢɫɬɟɦɵ ɘɇȾɄ – ɫɦ. ɝɥ. 8), ɪɚɡɪɚɛɨɬɚɧɧɵɟ ɜ 1930-ɟ – 70-ɟ ɝɝ., ɦɨɠɧɨ ɫɱɢɬɚɬɶ ɩɟɪɜɵɦɢ ɢɫɤɭɫɫɬɜɟɧɧɵɦɢ ɦɚɝɧɢɬɧɵɦɢ ɧɚɧɨɫɬɪɭɤɬɭɪɚɦɢ. Ⱥɥɶɧɢɤɨ ɩɨɥɭɱɚɸɬ ɡɚ ɫɱɟɬ ɫɩɢɧɨɞɚɥɶɧɨɝɨ ɪɚɫɩɚɞɚ ɱɟɬɜɟɪɧɨɝɨ ɬɜɟɪɞɨɝɨ ɪɚɫɬɜɨɪɚ ɫ ɤɭɛɢɱɟɫɤɨɣ ɪɟɲɟɬɤɨɣ, ɱɬɨ ɜ ɪɟɡɭɥɶɬɚɬɟ ɩɪɢɜɨɞɢɬ ɤ ɪɨɫɬɭ ɢɝɨɥɶɱɚɬɵɯ ɨɛɥɚɫɬɟɣ ɮɟɪɪɨɦɚɝɧɢɬɧɨɝɨ ɫɩɥɚɜɚ Co–Fe ɜ ɦɚɬɪɢɰɟ ɧɟɦɚɝɧɢɬɧɨɝɨ ɫɩɥɚɜɚ Ni–Al. ɋɯɟɦɚɬɢɱɟɫɤɚɹ ɮɚɡɨɜɚɹ ɞɢɚɝɪɚɦɦɚ ɫɢɫɬɟɦɵ «Fe– Co/Ni–Al» ɩɨɤɚɡɚɧɚ ɧɚ ɪɢɫ. 10.14, ɚ, ɝɞɟ I – ɨɛɥɚɫɬɶ ɬɜɟɪɞɨɝɨ ɪɚɫɬɜɨɪɚ, II – ɨɛɥɚɫɬɶ ɞɜɭɯɮɚɡɧɨɝɨ ɫɨɫɬɚɜɚ. Ɇɟɬɚɫɬɚɛɢɥɶɧɨɫɬɶ ɩɨɹɜɥɹɟɬɫɹ ɜ ɨɛɥɚɫɬɢ ɦɟɠɞɭ ɫɩɥɨɲɧɨɣ ɢ ɲɬɪɢɯɨɜɨɣ ɥɢɧɢɹɦɢ.

ɉɭɬɟɦ ɬɟɪɦɨɨɛɪɚɛɨɬɤɢ ɦɚɬɟɪɢɚɥɚ ɜ ɦɚɝɧɢɬɧɨɦ ɩɨɥɟ ɜɨɡɦɨɠɧɨ ɜɵɫɬɪɨɢɬɶ ɞɥɢɧɧɵɟ ɨɫɢ ɮɟɪɪɨɦɚɝɧɢɬɧɵɯ ɨɛɥɚɫɬɟɣ ɜɞɨɥɶ ɦɚɝɧɢɬɧɨɝɨ ɩɨɥɹ. Ʌɭɱɲɢɟ ɦɚɝɧɢɬɵ ɚɥɶɧɢɤɨ ɢɦɟɸɬ ɜɵɫɨɤɭɸ ɨɫɬɚɬɨɱɧɭɸ ɧɚɦɚɝɧɢɱɟɧɧɨɫɬɶ, ɧɨ ɫɪɟɞɧɸɸ ɤɨɷɪɰɢɬɢɜɧɭɸ ɫɢɥɭ. ȼ ɨɛɳɟɦ, ɩɨɫɬɨɹɧɧɵɟ ɦɚɝɧɢɬɵ ɞɨɥɠɧɵ ɨɛɥɚɞɚɬɶ ɤɨɷɪɰɢɬɢɜɧɨɣ ɫɢɥɨɣ, ɪɚɜɧɨɣ ɧɟ ɦɟɧɟɟ ɩɨɥɨɜɢɧɵ ɨɫɬɚɬɨɱɧɨɣ ɧɚɦɚɝɧɢɱɟɧɧɨɫɬɢ, ɞɥɹ ɞɨɫɬɚɬɨɱɧɨɝɨ ɷɧɟɪɝɟɬɢɱɟɫɤɨɝɨ ɩɪɨɢɡɜɟɞɟɧɢɹ (ȼɇ).

356

 

 

ɚ

ɛ

Ɋɢɫ. 10.14. ɋɢɫɬɟɦɚ «Fe–Co/Ni–Al»:

ɚ – ɮɚɡɨɜɚɹ ɞɢɚɝɪɚɦɦɚ; ɛ – ɦɢɤɪɨɮɨɬɨɝɪɚɮɢɹ ɫɬɪɭɤɬɭɪɵ

Ⱦɨɦɟɧɧɵɟ ɝɪɚɧɢɰɵ ɜ ɧɚɧɨɧɢɬɹɯ, ɩɨɥɭɱɟɧɧɵɯ ɢɡ ɬɨɧɤɢɯ ɩɥɟɧɨɤ ɦɚɝɧɢɬɨɦɹɝɤɢɯ ɮɟɪɪɨɦɚɝɧɟɬɢɤɨɜ (ɧɚɩɪɢɦɟɪ, ɩɟɪɦɚɥɥɨɟɜ), ɫɭɳɟɫɬɜɟɧɧɨ ɨɬɥɢɱɚɸɬɫɹ ɨɬ ɫɬɟɧɨɤ Ȼɥɨɯɚ ɜ ɨɛɴɟɦɧɵɯ ɦɚɬɟɪɢɚɥɚɯ. ɇɚɦɚɝɧɢɱɟɧɧɨɫɬɶ ɨɝɪɚɧɢɱɟɧɚ ɩɥɨɫɤɨɫɬɶɸ ɩɥɟɧɤɢ ɡɚ ɫɱɟɬ ɚɧɢɡɨɬɪɨɩɢɢ ɮɨɪɦɵ, ɚ ɧɚɦɚɝɧɢɱɟɧɧɨɫɬɶ ɜ ɞɨɦɟɧɚɯ ɞɨɥɠɧɚ ɛɵɬɶ ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɚ ɜɞɨɥɶ ɨɫɢ ɧɢɬɟɣ. Ⱦɨɦɟɧɵ ɨɪɢɟɧɬɢɪɨɜɚɧɵ «ɯɜɨɫɬ ɤ ɯɜɨɫɬɭ», ɢ ɝɪɚɧɢɰɵ ɢɦɟɸɬ ɞɜɟ ɨɫɧɨɜɧɵɟ ɪɚɡɧɨɜɢɞɧɨɫɬɢ. Ɉɞɧɚ ɢɡ ɧɢɯ – ɷɬɨ ɝɪɚɧɢɰɚ Ȼɥɨɯɚ ɢɥɢ ɇɟɟɥɹ, ɜ ɤɨɬɨɪɨɣ ɧɚɦɚɝɧɢɱɟɧɧɨɫɬɶ ɜ ɰɟɧɬɪɟ ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɚ ɩɟɪɩɟɧɞɢɤɭɥɹɪɧɨ ɨɫɹɦ ɩɨɥɨɫɤɢ, ɚ ɞɪɭɝɚɹ – ɜɢɯɪɟɜɚɹ ɝɪɚɧɢɰɚ (ɪɢɫ. 10.15). ȼ ɡɚɜɢɫɢɦɨɫɬɢ ɨɬ ɪɚɡɦɟɪɨɜ ɧɢɬɟɣ ɦɨɝɭɬ ɫɭɳɟɫɬɜɨɜɚɬɶ ɢ ɢɧɵɟ ɪɚɡɧɨɜɢɞɧɨɫɬɢ, ɧɚɩɪɢɦɟɪ ɝɪɚɧɢɰɚ ɫ ɞɜɭɦɹ ɫɩɢɪɚɥɹɦɢ ɩɪɨɬɢɜɨɩɨɥɨɠɧɨɣ ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɧɨɫɬɢ. ȿɫɥɢ ɧɢɬɶ ɢɦɟɟɬ ɲɢɪɢɧɭ w ɢ ɬɨɥɳɢɧɭ t,

ɬɨ ɩɪɢɪɨɞɚ ɝɪɚɧɢɰɵ ɡɚɜɢɫɢɬ ɨɬ ɛɟɡɪɚɡɦɟɪɧɨɝɨ ɨɬɧɨɲɟɧɢɹ

r wt l2

,

 

ex

 

ɝɞɟ lex – ɯɚɪɚɤɬɟɪɢɫɬɢɱɟɫɤɚɹ ɞɥɢɧɚ, ɧɚ ɤɨɬɨɪɨɣ ɨɫɭɳɟɫɬɜɥɹɟɬɫɹ ɨɛ-

ɦɟɧɧɨɟ ɜɡɚɢɦɨɞɟɣɫɬɜɢɟ (2,4 ɧɦ ɞɥɹ ɠɟɥɟɡɚ; 4,9 ɧɦ ɞɥɹ ɦɚɝɧɟɬɢɬɚ). Ƚɪɚɧɢɰɵ ɜ ɩɨɩɟɪɟɱɧɨɦ ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɢɢ ɧɚɦɚɝɧɢɱɟɧɧɨɫɬɢ ɨɛɵɱɧɨ ɜɨɡɧɢɤɚɸɬ ɩɪɢ r 100.

Ɉɫɨɛɟɧɧɚɹ ɱɟɪɬɚ ɝɟɨɦɟɬɪɢɱɟɫɤɢ ɨɝɪɚɧɢɱɟɧɧɵɯ ɝɪɚɧɢɰ ɡɚɤɥɸɱɚɟɬɫɹ ɜ ɬɨɦ, ɱɬɨ ɨɧɢ ɦɨɝɭɬ ɛɵɬɶ ɨɱɟɧɶ ɭɡɤɢɦɢ. ɒɢɪɢɧɚ ɝɪɚɧɢɰɵ įɝɪ

ɜ ɞɚɧɧɨɦ ɫɥɭɱɚɟ ɨɩɪɟɞɟɥɹɟɬɫɹ ɧɟ ɫɨɨɬɧɨɲɟɧɢɟɦ ɨɛɦɟɧɧɨɣ ɷɧɟɪɝɢɢ ɢ ɷɧɟɪɝɢɢ ɚɧɢɡɨɬɪɨɩɢɢ(ɫɦ. (3.24) ɢ(3.26)), ɚɲɢɪɢɧɨɣ ɫɚɦɨɣ ɧɚɧɨɧɢɬɢ:

357

įɝɪ = cw,

(10.4)

ɝɞɟ ɫ § 1 ɞɥɹ ɝɪɚɧɢɰ ɫ ɩɨɩɟɪɟɱɧɨɣ ɧɚɦɚɝɧɢɱɟɧɧɨɫɬɶɸ ɢ ɫ § 3ʌ/4 ɞɥɹ ɫɩɢɪɚɥɶɧɵɯ ɝɪɚɧɢɰ. Ƚɪɚɧɢɰɵ ɦɨɝɭɬ ɛɵɬɶ ɩɪɢɜɟɞɟɧɵ ɜ ɞɜɢɠɟɧɢɟ ɞɟɣɫɬɜɢɟɦ ɦɚɝɧɢɬɧɵɯ ɩɨɥɟɣ ɢɥɢ ɫɩɢɧ-ɩɨɥɹɪɢɡɨɜɚɧɧɵɯ ɬɨɤɨɜ, ɩɪɨɬɟɤɚɸɳɢɯ ɩɨ ɧɢɬɹɦ. Ɍɚɤɢɟ ɫɯɟɦɵ ɛɵɥɢ ɩɪɟɞɥɨɠɟɧɵ ɞɥɹ ɦɚɝɧɢɬɧɨɣ ɩɚɦɹɬɢ ɢ ɥɨɝɢɤɢ ɧɚ ɨɫɧɨɜɟ ɞɜɢɠɟɧɢɹ ɞɨɦɟɧɧɵɯ ɝɪɚɧɢɰ ɩɨ ɩɟɪɦɚɥɥɨɟɜɵɦ ɧɚɩɪɚɜɥɹɸɳɢɦ. Ƚɪɚɧɢɰɵ ɦɨɝɭɬ ɡɚɤɪɟɩɥɹɬɶɫɹ ɧɚ ɩɚɡɚɯ ɢɥɢ ɜɵɫɬɭɩɚɯ ɧɢɬɢ.

ɚ ɛ Ɋɢɫ. 10.15. Ⱦɨɦɟɧɧɵɟ ɝɪɚɧɢɰɵ ɜ ɩɨɥɨɫɤɚɯ ɦɚɝɧɢɬɨɦɹɝɤɨɝɨ ɦɚɬɟɪɢɚɥɚ:

ɚ – ɩɨɩɟɪɟɱɧɵɟ «ɝɨɥɨɜɚ ɤ ɝɨɥɨɜɟ»; ɛ – ɫɩɢɪɚɥɶɧɵɟ

ɗɧɟɪɝɢɹ ɧɚ ɟɞɢɧɢɰɭ ɩɥɨɳɚɞɢ, ɨɝɪɚɧɢɱɟɧɧɨɣ ɞɨɦɟɧɧɨɣ ɝɪɚɧɢɰɟɣ, ɨɛɭɫɥɨɜɥɟɧɚ ɨɛɦɟɧɧɵɦ ɜɡɚɢɦɨɞɟɣɫɬɜɢɟɦ ɢ ɪɚɜɧɚ: Ȗɝɪ = cAw.

Ƚɟɨɦɟɬɪɢɱɟɫɤɢ ɨɝɪɚɧɢɱɟɧɧɵɟ ɞɨɦɟɧɧɵɟ ɝɪɚɧɢɰɵ ɦɨɝɭɬ ɢɦɟɬɶ ɪɚɡɥɢɱɧɵɟ ɤɨɧɮɢɝɭɪɚɰɢɢ. ɇɚɩɪɢɦɟɪ, ɫɭɠɟɧɢɟ ɩɟɪɟɲɟɣɤɚ ɦɨɠɟɬ ɡɚɯɜɚɬɢɬɶ ɫɬɟɧɤɭ ɛɥɨɯɨɜɫɤɨɝɨ ɢɥɢ ɧɟɟɥɟɜɫɤɨɝɨ ɬɢɩɚ. ɋɩɨɧɬɚɧɧɵɟ ɮɥɭɤɬɭɚɰɢɢ ɦɟɠɞɭ ɷɬɢɦɢ ɤɨɧɮɢɝɭɪɚɰɢɹɦɢ ɦɨɝɭɬ ɩɪɨɢɫɯɨɞɢɬɶ ɩɪɢ ɤɨɦɧɚɬɧɨɣ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɟ.

10.5. ɇɚɧɨɱɚɫɬɢɰɵ

Ɇɚɥɵɟ ɟɫɬɟɫɬɜɟɧɧɵɟ ɱɚɫɬɢɰɵ ɮɟɪɪɢɦɚɝɧɟɬɢɤɨɜ ɛɵɥɢ ɨɛɧɚɪɭɠɟɧɵ ɜ ɦɚɝɦɚɬɢɱɟɫɤɢɯ ɩɨɪɨɞɚɯ. Ʉɪɨɦɟ ɬɨɝɨ, ɤɚɤ ɮɟɪɪɢɦɚɝɧɢɬɧɵɟ, ɬɚɤ ɢ ɮɟɪɪɨɦɚɝɧɢɬɧɵɟ ɱɚɫɬɢɰɵ ɦɨɝɭɬ ɛɵɬɶ ɢɫɤɭɫɫɬɜɟɧɧɨ ɫɢɧɬɟɡɢɪɨɜɚɧɵ ɪɚɡɥɢɱɧɵɦɢ ɦɟɬɨɞɚɦɢ. Ɇɚɝɧɢɬɧɵɟ ɱɚɫɬɢɰɵ ɧɚɢɦɟɧɶɲɟɝɨ ɪɚɡɦɟɪɚ ɩɪɨɹɜɥɹɸɬ ɫɭɩɟɪɩɚɪɚɦɚɝɧɢɬɧɵɟ ɫɜɨɣɫɬɜɚ ɢ ɩɨɞɨɛɧɵ ɩɚɪɚɦɚɝɧɢɬɧɵɦ ɦɚɤɪɨɫɩɢɧɚɦ. Ȼɨɥɟɟ ɤɪɭɩɧɵɟ ɱɚɫɬɢɰɵ ɢɦɟɸɬ ɦɚɝɧɢɬɧɵɟ ɤɨɧɮɢɝɭɪɚɰɢɢ, ɨɛɭɫɥɨɜɥɟɧɧɵɟ ɛɚɥɚɧɫɨɦ ɚɧɢɡɨɬɪɨɩɢɢ, ɨɛɦɟɧɧɨɝɨ ɢ

358

ɦɚɝɧɢɬɧɨɝɨ ɞɢɩɨɥɶɧɨɝɨ ɜɡɚɢɦɨɞɟɣɫɬɜɢɣ. ɋɭɛɦɢɤɪɨɧɧɵɟ ɨɛɴɟɦɵ ɦɚɝɧɢɬɧɵɯ ɦɚɬɟɪɢɚɥɨɜ ɦɨɠɧɨ ɩɨɥɭɱɢɬɶ ɢɡ ɬɨɧɤɢɯ ɩɥɟɧɨɤ. ȿɫɥɢ ɦɚɝɧɢɬɧɚɹ ɚɧɢɡɨɬɪɨɩɢɹ ɧɟɡɧɚɱɢɬɟɥɶɧɚ, ɬɨ ɜɟɤɬɨɪɵ ɧɚɦɚɝɧɢɱɟɧɧɨɫɬɢ ɪɚɫɩɨɥɚɝɚɸɬɫɹ ɩɚɪɚɥɥɟɥɶɧɨ ɩɨɜɟɪɯɧɨɫɬɢ.

ɉɨɜɟɪɯɧɨɫɬɧɚɹ ɚɧɢɡɨɬɪɨɩɢɹ ɬɚɤɠɟ ɦɨɠɟɬ ɜɥɢɹɬɶ ɧɚ ɪɚɫɩɨɥɨɠɟɧɢɟ ɦɚɝɧɢɬɧɵɯ ɦɨɦɟɧɬɨɜ ɜ ɮɟɪɪɨɦɚɝɧɢɬɧɵɯ ɧɚɧɨɱɚɫɬɢɰɚɯ, ɟɫɥɢ ɨɛɦɟɧɧɨɟ ɜɡɚɢɦɨɞɟɣɫɬɜɢɟ ɹɜɥɹɟɬɫɹ ɫɥɚɛɵɦ (ɪɢɫ. 10.16). ɗɬɢ ɷɮɮɟɤɬɵ ɹɜɥɹɸɬɫɹ ɧɟɫɭɳɟɫɬɜɟɧɧɵɦɢ ɜ ɧɚɧɨɱɚɫɬɢɰɚɯ 3d-ɦɟɬɚɥɥɨɜ ɢ ɫɩɥɚɜɨɜ ɫ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɨɣ Ʉɸɪɢ ɜɵɲɟ ɤɨɦɧɚɬɧɨɣ, ɧɨ ɨɧɢ ɦɨɝɭɬ ɛɵɬɶ ɡɧɚɱɢɬɟɥɶɧɵɦɢ ɜ ɫɩɥɚɜɚɯ ɫ ɪɟɞɤɨɡɟɦɟɥɶɧɵɦɢ ɦɟɬɚɥɥɚɦɢ ɫ ɧɢɡɤɨɣ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɨɣ Ʉɸɪɢ.

ɋɩɢɧɨɜɵɟ ɤɨɧɮɢɝɭɪɚɰɢɢ, ɢɡɨɛɪɚɠɟɧɧɵɟ ɧɚ ɪɢɫ. 10.16, ɛɵɥɢ ɨɩɪɟɞɟɥɟɧɵ ɪɚɫɱɟɬɧɵɦ ɩɭɬɟɦ ɩɪɢ ɦɨɞɟɥɢɪɨɜɚɧɢɢ ɦɟɬɨɞɨɦ Ɇɨɧɬɟ– Ʉɚɪɥɨ ɞɥɹ ɧɚɯɨɠɞɟɧɢɹ ɫɨɫɬɨɹɧɢɹ ɫ ɦɢɧɢɦɚɥɶɧɨɣ ɷɧɟɪɝɢɟɣ.

Ɋɢɫ. 10.16. ɇɟɤɨɬɨɪɵɟ ɤɨɧɮɢɝɭɪɚɰɢɢ ɪɚɫɩɨɥɨɠɟɧɢɹ ɫɩɢɧɨɜ ɜ ɮɟɪɪɨɦɚɝɧɢɬɧɵɯ ɧɚɧɨɱɚɫɬɢɰɚɯ: ɚ – ɛɟɡ ɩɨɜɟɪɯɧɨɫɬɧɨɣ ɚɧɢɡɨɬɪɨɩɢɢ; ɛ ɢ ɜ – ɩɟɪɩɟɧɞɢɤɭɥɹɪɧɚɹ ɩɨɜɟɪɯɧɨɫɬɧɚɹ ɚɧɢɡɨɬɪɨɩɢɹ; ɝ – ɩɨɜɟɪɯɧɨɫɬɧɚɹ ɚɧɢɡɨɬɪɨɩɢɹ ɜ ɩɥɨɫɤɨɫɬɢ ɩɥɟɧɤɢ

ɋɭɩɟɪɩɚɪɚɦɚɝɧɢɬɧɵɟ ɧɚɧɨɱɚɫɬɢɰɵ. Ɇɟɥɶɱɚɣɲɢɟ ɮɟɪɪɨɦɚɝ-

ɧɢɬɧɵɟ ɱɚɫɬɢɰɵ ɪɚɞɢɭɫɨɦ 10 ɧɦ ɫɬɚɧɨɜɹɬɫɹ ɧɟɫɬɚɛɢɥɶɧɵɦɢ, ɟɫɥɢ ɷɧɟɪɝɟɬɢɱɟɫɤɢɣ ɛɚɪɶɟɪ ɞɥɹ ɩɟɪɟɜɨɪɨɬɚ ɦɚɝɧɢɬɧɨɝɨ ɦɨɦɟɧɬɚ ɫɨɩɨɫɬɚɜɢɦ ɫɨ ɡɧɚɱɟɧɢɟɦ ɬɟɩɥɨɜɨɣ ɷɧɟɪɝɢɢ kT. ɗɧɟɪɝɟɬɢɱɟɫɤɢɣ ɛɚɪɶɟɪ ǻ

359

Ɋɢɫ. 10.17. ɗɧɟɪɝɟɬɢɱɟɫɤɢɣ ɛɚɪɶɟɪ ɞɥɹ ɩɟɪɟɜɨɪɨɬɚ ɦɚɝɧɢɬɧɨɝɨ ɦɨɦɟɧɬɚ ɫɭɩɟɪɩɚɪɚɦɚɝɧɢɬɧɨɣ ɱɚɫɬɢɰɵ
ɜ ɦɚɝɧɢɬɧɨɦ ɩɨɥɟ

Ɍɨɥɶɤɨ ɞɥɹ ɫɬɭɞɟɧɬɨɜ ɋɉɛȽɗɌɍ "ɅɗɌɂ" ɢɦ. ȼ.ɂ. ɍɥɶɹɧɨɜɚ (Ʌɟɧɢɧɚ)

ɫɬɚɧɨɜɢɬɫɹ ɚɫɢɦɦɟɬɪɢɱɧɵɦ, ɟɫɥɢ ɩɪɢɥɨɠɢɬɶ ɜɧɟɲɧɟɟ ɦɚɝɧɢɬɧɨɟ ɩɨɥɟ

(ɪɢɫ. 10.17).

ɇɟɟɥɶ ɩɪɟɞɩɨɥɨɠɢɥ, ɱɬɨ ɜɪɟɦɹ ɪɟɥɚɤɫɚɰɢɢ ɞɥɹ ɩɟɪɟɜɨɪɨɬɚ ɦɚɝɧɢɬɧɨɝɨ ɦɨɦɟɧɬɚ ɧɚ 180º ɢɡ ɩɨɥɨɠɟɧɢɹ 0 ɜ ɩɨɥɨɠɟɧɢɟ ʌ ɨɩɪɟɞɟɥɹɟɬɫɹ ɜ ɫɨɨɬɜɟɬɫɬɜɢɢ ɫ ɮɚɤɬɨɪɨɦ Ȼɨɥɶɰɦɚɧɚ exp(–ǻ/kT), ɝɞɟ ǻ – ɜɵɫɨɬɚ ɷɧɟɪɝɟɬɢɱɟɫɤɨɝɨ ɛɚɪɶɟɪɚ.

Ɍɨɝɞɚ ɜɪɟɦɹɪɟɥɚɤɫɚɰɢɢɞɥɹ ɩɪɨɰɟɫɫɚɢɧɜɟɪɫɢɢɫɩɢɧɚɢɦɟɟɬɜɢɞ

IJ = IJ0 exp(–ǻ/kT),

(10.5)

ɝɞɟ IJ0 ɬɚɤɨɜɨ, ɱɬɨ 1/IJ0 ɢɦɟɟɬ ɩɨɪɹɞɨɤ ɝɢɝɚɝɟɪɰ, ɱɬɨ ɫɨɨɬɜɟɬɫɬɜɭɟɬ ɱɚɫɬɨɬɟ ɮɟɪɪɨɦɚɝɧɢɬɧɨɝɨ ɪɟɡɨɧɚɧɫɚ ɜ ɪɚɡɦɚɝɧɢɱɢɜɚɸɳɟɦ ɩɨɥɟ ɱɚɫɬɢɰɵ. ȼɪɟɦɹ ɦɚɝɧɢɬɧɨɣ ɪɟɥɚɤɫɚɰɢɢ ɫɢɥɶɧɨ ɭɦɟɧɶɲɚɟɬɫɹ ɨɤɨɥɨ ɧɟɤɨɬɨɪɨɝɨ ɡɧɚɱɟɧɢɹ ɌȻ < Ɍɋ, ɢɦɟɧɭɟɦɨɝɨ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɨɣ ɛɥɨɤɢɪɨɜɤɢ. ȼɛɥɢɡɢ ɷɬɨɣ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɵ ɩɪɨɢɫɯɨɞɢɬ ɪɟɡɤɨɟ ɢɡɦɟɧɟɧɢɟ ɡɚɜɢɫɢɦɨɫɬɢ IJ(Ɍ). Ɉɛɵɱɧɨ ɢɫɩɨɥɶɡɭɸɬ ɤɪɢɬɟɪɢɣ ɛɥɨɤɢɪɨɜɤɢ ǻ/kT = 25, ɤɨɬɨɪɵɣ ɫɨɨɬɜɟɬɫɬɜɭɟɬ IJ § 100 ɫ, ɬ. ɟ. ɜɪɟɦɟɧɢ ɩɪɨɜɟɞɟɧɢɹ ɷɤɫɩɟɪɢɦɟɧɬɚɥɶɧɵɯ ɢɡɦɟɪɟɧɢɣ. ȼɵɫɨɬɚ ɛɚɪɶɟɪɚ ǻ ~ 1 ɷȼ. ɉɪɢɪɨɞɨɣ ɷɬɨɝɨ ɛɚɪɶɟɪɚ ɦɨɠɟɬ ɛɵɬɶ ɤɪɢɫɬɚɥɥɨɝɪɚɮɢɱɟɫɤɚɹ ɦɚɝɧɢɬɧɚɹ ɚɧɢɡɨɬɪɨɩɢɹ K1V, ɚɧɢɡɨɬɪɨɩɢɹ ɮɨɪɦɵ KɮV ɢɥɢ ɩɨɜɟɪɯɧɨɫɬɧɚɹ ɚɧɢɡɨɬɪɨɩɢɹ KɩɨɜS.

ɉɪɢɦɟɪ ɩɪɨɹɜɥɟɧɢɹ ɡɚɜɢɫɢɦɨɫɬɢ (10.5) ɩɪɢɜɟɞɟɧ ɜ ɬɚɛɥ. 10.2.

Ɍɚɛɥɢɰɚ 10.2

ȼɪɟɦɹ ɪɟɥɚɤɫɚɰɢɢ ɫɭɩɟɪɩɚɪɚɦɚɝɧɟɬɢɡɦɚ ɞɥɹ ɧɚɧɨɱɚɫɬɢɰ ɤɨɛɚɥɶɬɚ

Ɋɚɞɢɭɫ, ɧɦ

Ɍɟɦɩɟɪɚɬɭɪɚ, Ʉ

ȼɪɟɦɹ ɪɟɥɚɤɫɚɰɢɢ

3,5

260

332 ɫ

3,5

300

10 ɫ

3,5

340

0,6 ɫ

3,5

380

76 ɦɫ

3,0

300

1,9 ɦɫ

4,0

300

223 ɱ

5,0

300

~1012 ɥɟɬ

ȼ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɧɨɦ ɢɧɬɟɪɜɚɥɟ ɫɭɩɟɪɩɚɪɚɦɚɝɧɢɬɧɨɝɨ ɫɨɫɬɨɹɧɢɹ ɌȻ < T < TC ɱɚɫɬɢɰɚ ɜɟɞɟɬ ɫɟɛɹ ɤɚɤ ɩɚɪɚɦɚɝɧɟɬɢɤ Ʌɚɧɠɟɜɟɧɚ ɫ ɝɢ-

360

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