Главная > База знаний > Большая советская энциклопедия > СПИНОВЫЕ ВОЛНЫ

СПИНОВЫЕ ВОЛНЫ

СПИНОВЫЕ ВОЛНЫ 1)в магнитоупорядоченных
средах (магнетиках) волны нарушений "спинового порядка". В ферромагнетиках,
антиферромагнетиках и ферритах
спины атомов и связанные с ними
магнитные моменты в основном состоянии строго упорядочены. Из-за сильного
обменного
взаимодействия между атомами отклонение магнитного момента к.-л. атома
от положения равновесия не локализуется, а в виде волны распространяется
в среде. С. в. являются элементарным (простейшим) движением магнитных моментов
в магнетиках. Существование С. в. было предсказано Ф. Блохам в 1930.

С. в., как всякая волна, характеризуется
зависимостью частоты $\omega$
от волнового вектора k (законом дисперсии). В сложных магнетиках
(кристаллах с несколькими магнитными подрешётками) могут существовать неск.
типов С. в.; их закон дисперсии существенно зависит от магнитной структуры
тела.

С. в. допускают наглядную классич. интерпретацию:
рассмотрим цепочку из N атомов, расстояния между к-рыми а, в
магнитном поле H (см. рис.). Если волновой вектор С. в. k =
О, это означает, что все спины синфазно прецессируют вокруг направления
поля H. Частота этой однородной прецессии равна лармо-ровой частоте $\omega$ о.
При k <> О спины совершают неоднородную прецессию: прецессии
отдельных спинов (1, 2, 3 и т. д.) не находятся в одной фазе, сдвиг фаз
между соседними атомами равен ka (CM. рис.). Частота $\omega$ (k)
неоднородной
прецессии больше частоты однородной прецессии $\omega$ Зная силы взаимодействия между

Прецессия N векторов спинов в линейной
цепочке атомов ("моментальный снимок").

спинами, можно рассчитать зависимость

$\omega$ (k)

В ферромагнетиках для длинных С. в. (ka
"1)
эта зависимость проста:

$\omega$ (k)
= $\omega$ г;
(1)
величина h $\omega$ порядка величины обменного интеграла между соседними атомами. Как правило, $\omega$ $\omega$ Частота однородной прецессии $\omega$ определяется анизотропией кристалла и приложенным к нему магнитным
полем H: соо = = g(, $\beta$ M
+ H), где g - магнитомеханиче-ское отношение, $\beta$
-константа анизотропии, M - намагниченность при T = OK. Квантовомеханич.
рассмотрение системы взаимодействующих спинов позволяет вычислить законы
дисперсии С. в. для различных кристаллич. решёток при произвольном соотношении
между длиной С. в. и постоянной кристаллич. решётки.

С. в. ставят в соответствие
квазичастицу,
наз.
магноном.
При
T
= OK в магнетиках нет магнонов, с ростом темп-ры они появляются и число
магнонов растёт- в ферромагнетиках приблизительно пропорционально T^3/2,
а в антиферромагнетиках Т³. Рост числа магнонов приводит к
уменьшению магнитного порядка. Так, благодаря возрастанию числа С. в. с
ростом темп-ры уменьшается намагниченность ферромагнетика, причём изменение
намагниченности $\Delta$ М(Т)
T³/²(закон Блоха).

С. в. проявляют себя в тепловых, высокочастотных
и др. свойствах магнетиков. При неупругом рассеянии нейтронов магнетиками
в последних возбуждаются С. в. Рассеяние нейтронов - один из наиболее результативных
методов экспериментального определения законов дисперсии С. в. (см. Нейтронография).

2) С. в. в немагнитных металлах - колебания
спиновой плотности электронов проводимости, обусловленные обменным
взаимодействием между ними. Существование С. в. в немагнитных металлах
проявляется в нек-рых особенностях электронного парамагнитного резонанса
(ЭПР),
в частности в селективной прозрачности металлич. пластин для электромагнитных
волн с частотами, близкими к частоте ЭПР.

Лит.: Ахиезер А. И., Барьяхтар В.
Г., Пелетминский С. В., Спиновые волны, M., 1967. M. И. Каганов.

А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я