本书扼要介绍一般磁性，重点介绍强磁性，特别是磁性材料磁性的基本现象和基本理论，并扼要介绍其应用和磁性材料以及它们的近期发展。全书分磁性基础，原子磁性，自发磁化，强磁性介质的能量，磁畴结构，静态技术磁化过程，强磁性介质的电光性质、磁与生物、超精细相互作用，动态磁化过程，磁性材料、微波磁性器件等九章。详细的数学过程放在相关章节的附注里。书末附有物理常数、主要磁学量的单位及其换算、矢量分析公式、群论摘选、二次量子化、微扰论等六个附录。 本书适合作为磁学、磁性材料、磁性器件、凝聚态物理等领域的研究生教材，也可以作为教学、科研、工程技术人员以及研究生、高年级本科生的参考书。在小部分章节中用到高等量子力学和群论，没有学过这些课程的读者可以参考附录四～六，或跳过数学过程，掌握理论的思路和主要结果。
样章试读
目录
- 符号凡例
第1章 磁性基础
1.1 磁学的基本定律和基本量
1.1.1 磁力定律,磁感应强度矢量,磁矩
1.1.2 磁化强度矢量,磁偶极矩,磁极化强度矢量,磁场强度矢量
1.1.3 Maxwell方程,磁矢势,磁通量
1.1.4 磁矩
1.1.5 磁感应强度,磁(极)化强度,磁导率,磁化率,比磁化强度
1.1.6 磁学量的单位
1.2 物质磁性的分类
1.2.1 抗磁性
1.2.2 顺磁性
1.2.3 反铁磁性
1.2.4 铁磁性
1.2.5 亚铁磁性
1.2.6 磁性玻璃
1.3 磁Coulomb定律,静磁场
1.3.1 磁荷,磁Coulomb定律
1.3.2 磁矩在磁场中受的力矩,磁矩和电流产生的磁场
1.3.3 磁路,磁阻
1.4 静磁能
1.4.1 Zeeman能,磁化能
1.4.2 磁场能,磁矩相互作用能,磁荷相互作用能,静磁能
1.5 磁介质的热力学
1.5.1 磁介质的热力学原理
1.5.2 一级和二级相变
1.5.3 磁卡效应
1.6 带电粒子在静电磁场中的哈密顿
参考文献
第2章 原子磁性
2.1 电子结构
2.1.1 电子自旋
2.1.2 Hartree-Fock方程,单电子近似
2.1.3 中心场近似
2.1.4 电子结构
2.1.5 角动量
2.2 光谱项,多重态
2.2.1 剩余Coulomb作用,光谱项
2.2.2 自旋-轨道耦合作用,多重态
2.3 原子的固有磁矩,旋磁比
2.3.1 原子中一个电子的磁矩和旋磁比
2.3.2 多电子原子的磁矩和旋磁比
2.4 原子的抗磁性和顺磁性
2.4.1 在外磁场中的原子磁矩
2.4.2 抗磁性
2.4.3 顺磁性
2.5 原子内部的交换作用
2.5.1 交换作用哈密顿
2.5.2 交换积分
参考文献
第3章 自发磁化
3.1 固体的原子(离子)磁矩
3.1.1 Fe-Ni合金
3.1.2 合金的3d原子磁矩
3.1.3 氧化物的3d离子磁矩
3.1.4 固体的4f离子磁矩
3.2 中子衍射,磁结构
3.2.1 中子衍射
3.2.2 MnO的磁结构
3.2.3 金属Ho的磁结构
3.2.4 尖晶石铁氧体MO·Fe_2O_3,Fe_3O_4,γ-Fe_2O_3的磁结构
3.2.5 磁铅石铁氧体的磁结构
3.2.6 石榴石铁氧体的磁结构
3.2.7 钙钛石结构铁氧体(正铁氧体)的磁结构
3.2.8 强磁性氧化物中磁矩的空间分布
3.2.9 金属Fe的磁结构
3.3 分子场理论
3.3.1 Weiss的分子场理论
3.3.2 磁性分析
3.3.3 Néel的分子场理论
3.4 直接交换作用
3.4.1 H_2分子的交换作用
3.4.2 固体的交换作用
3.4.3 分子场的起源
3.5 自旋波
3.5.1 自旋波
3.5.2 自旋波的半经典物理图像
3.5.3 T^3/2定律
3.6 晶场效应
3.6.1 晶场,晶场中的3d和4f离子
3.6.2 晶场作用哈密顿
3.6.3 3d离子在尖晶石铁氧体B位的晶场效应
3.6.4 Jahn-Teller效应
3.6.5 轨道淬灭
3.6.6 回转磁效应
3.7 自由电子气体的磁性
3.7.1 自由电子的本征态,本征能
3.7.2 自由电子气体的能带结构
3.7.3 自由电子气体的磁化率
3.8 RKKY交换作用
3.8.1 f-s交换作用哈密顿
3.8.2 f-s交换作用的一级微扰
3.8.3 传导电子的衰减振荡磁化
3.8.4 稀土离子间的间接交换作用
3.8.5 Curie温度和de Gennes因子
3.9 金属的铁磁性理论
3.9.1 Bloch波函数
3.9.2 基于平均场近似的能带理论
3.9.3 Stoner的铁磁性理论
3.9.4 密度泛函理论,LDA,LSDA,GGA
3.9.5 能带计算方法简介
3.9.6 能带结构举例
3.10 超交换作用
3.10.1 超交换作用的物理图像
3.10.2 超交换作用的半定量分析
3.10.3 Anderson的势交换和运动交换
参考文献
第4章 强磁性介质的能量
4.1 交换能的经典表达式
4.1.1 立方晶体的交换能密度,交换常数
4.1.2 非立方晶体的交换能密度
4.2 磁晶各向异性
4.2.1 磁晶各向异性的概念
4.2.2 磁晶各向异性能与磁化方向的关系
4.2.3 各向异性场
4.3 磁晶各向异性机理
4.3.1 磁矩相互作用模型
4.3.2 单离子模型
4.3.3 双离子模型
4.4 磁致伸缩,磁弹性能
4.4.1 立方晶体的弹性力学
4.4.2 立方晶体的磁弹性能
4.4.3 立方晶体的自发应变张量
4.4.4 立方晶体的磁致伸缩
4.4.5 六方晶体的磁致伸缩
4.4.6 磁致伸缩机理要点
4.5 应力能
4.5.1 立方晶体的应力能
4.5.2 立方多晶体的应力能
4.6 退磁场,退磁能
4.6.1 椭球磁体的退磁因子和退磁能,形状各向异性能
4.6.2 易轴垂直于磁体表面的片形和棋盘形畴结构的退磁能
4.6.3 易轴几乎平行于磁体表面的片形畴结构的退磁能
4.7 磁感生各向异性
4.7.1 金属Co的磁场冷却感生各向异性
4.7.2 原子对有序排列各向异性
4.7.3 多晶磁性薄膜的感生各向异性
4.7.4 AlNiCo永磁合金的磁场热处理感生各向异性
4.7.5 Co-CoO的磁场冷却感生各向异性
4.7.6 非晶Gd-Co薄膜的膜面法线方向为易轴的轴各向异性
4.7.7 自旋玻璃Cu-Mn合金的磁场感生各向异性
4.8 混乱各向异性,有效各向异性
4.8.1 非晶磁体的混乱各向异性,有效各向异性
4.8.2 纳米晶材料的有效各向异性
参考文献
第5章 磁畴结构
5.1 畴壁
5.1.1 Bloch壁
5.1.2 薄膜的畴壁
5.2 磁畴结构
5.2.1 观察磁畴的方法
5.2.2 易轴(z)垂直于板面(xy)的单轴单晶板的磁畴结构
5.2.3 立方晶体片的磁畴
5.2.4 多晶体的磁畴
5.2.5 单畴
5.2.6 微小Fe-80%Ni合金薄膜的磁结构
5.2.7 磁泡
5.2.8 磁泡存储器
参考文献
第6章 静态技术磁化过程
6.1 静态磁化过程概述,磁化特性的典型应用
6.1.1 磁化曲线
6.1.2 磁滞回线
6.1.3 磁化特性的典型应用
6.2 畴壁位移过程概述
6.2.1 180°畴壁位移
6.2.2 90°畴壁位移
6.3 可逆畴壁位移过程,起始磁化率
6.3.1 应力模型
6.3.2 掺杂模型
6.3.3 掺杂表面磁荷的钉扎作用
6.3.4 起始磁导率与晶粒尺寸的关系
6.3.5 Hopkinson效应及其应用实例
6.4 不可逆畴壁位移过程,矫顽力,反磁化形核
6.4.1 应力模型
6.4.2 掺杂模型
6.4.3 面缺陷模型
6.4.4 矫顽力与晶粒尺寸的关系
6.4.5 反磁化形核
6.5 磁转动过程
6.5.1 起始磁化率
6.5.2 磁滞回线
6.5.3 星形线
6.5.4 趋近饱和定律
6.5.5 超顺磁性
6.5.6 微小颗粒的矫顽力
6.5.7 磁芯存储器
6.5.8 磁膜存储器
6.5.9 磁流体
6.6 微磁学
6.6.1 Brown方程
6.6.2 无限长圆柱体的反磁化形核
6.6.3 有限元数值计算法
参考文献
第7章 强磁性介质的电光性质,磁与生物,超精细相互作用
7.1 强磁性介质的电性质
7.1.1 电阻
7.1.2 Hall效应
7.1.3 各向异性磁电阻效应
7.1.4 巨磁电阻效应
7.1.5 隧道磁电阻效应
7.1.6 双交换作用,超大磁电阻效应
7.1.7 磁电阻读出磁头
7.1.8 磁电阻随机存储器
7.1.9 巨磁阻抗效应
7.1.10 电压诱导铁磁性
7.2 强磁性介质的磁光效应
7.2.1 Faraday旋转效应和Kerr效应现象
7.2.2 在真空中传播的平面电磁波
7.2.3 磁化强度矢量的进动方程,张量磁化率
7.2.4 张量介电常数
7.2.5 在强磁性介质中传播的电磁波
7.2.6 Faraday旋转效应
7.2.7 Kerr效应
7.2.8 光照射的磁性效应
7.2.9 磁光存储器
7.3 磁与生物
7.3.1 生物体内的强磁体和磁场感受性
7.3.2 恒定磁场的生物效应
7.3.3 交变磁场的生物效应
7.3.4 磁共振成像
7.3.5 磁性微粒的医学应用
7.4 原子的超精细相互作用
7.4.1 原子核的磁矩和电四极矩
7.4.2 超精细相互作用
7.5 固体的超精细相互作用,核磁共振,Mössbauer谱
7.5.1 超精细参数
7.5.2 超精细能级,超精细场
7.5.3 核磁共振(NMR)实验原理
7.5.4 Mössbauer谱实验原理
7.5.5 核磁共振和M迸ssbauer谱的应用例
参考文献
第8章 动态磁化过程
8.1 复数磁导率
8.1.1 复数磁导率
8.1.2 复数磁导率的测量
8.1.3 品质因数
8.1.4 损耗来源
8.2 涡流
8.2.1 趋肤深度
8.2.2 涡流损耗
8.3 磁后效
8.3.1 磁后效的现象学
8.3.2 磁后效引起的磁谱
8.3.3 磁后效机理
8.3.4 磁导率减落
8.3.5 热起伏磁后效
8.4 自由一致进动
8.4.1 自由进动,固有进动频率
8.4.2 磁体形状对固有进动频率的影响
8.4.3 恒定有效场的普遍表达式
8.4.4 固有进动频率的普遍表达式
8.4.5 磁晶各向异性对固有进动频率的影响
8.4.6 弛豫时间
8.5 强制一致进动
8.5.1 强制一致进动,铁磁共振
8.5.2 单畴晶体的自然共振和磁谱
8.5.3 磁性薄膜的截止频率
8.5.4 多畴晶体的自然共振
8.6 畴壁共振
8.6.1 畴壁位移机制
8.6.2 畴壁的有效质量
8.6.3 交变磁场作用下的畴壁运动方程
8.6.4 畴壁振动引起的磁谱
8.6.5 畴壁共振频率与静态起始磁化率的关系
8.7 非一致进动
8.7.1 自旋波
8.7.2 静磁模
8.8 高功率现象
8.8.1 一致进动和自旋波共存时的进动方程
8.8.2 平行泵(h=he_z)下的高功率现象
8.8.3 垂直泵(h=he_x)下的高功率现象
参考文献
第9章 磁性材料,微波磁性器件
9.1 金属软磁材料,磁致伸缩材料,无磁钢,无磁硬质合金
9.1.1 纯铁,低碳钢
9.1.2 硅钢(Fe-Si)9.1.2 硅钢(Fe-Si)
9.1.3 Fe-Ni合金
9.1.4 Fe-Si-Al合金
9.1.5 非晶软磁材料
9.1.6 纳米晶软磁材料
9.1.7 高饱和磁化强度材料
9.1.8 磁致伸缩材料
9.1.9 无磁钢,无磁硬质合金
9.2 永磁材料,磁记录介质
9.2.1 铁氧体永磁
9.2.2 AlNiCo
9.2.3 FeCrCo
9.2.4 PtCo
9.2.5 稀土永磁基础
9.2.6 SmCo_5
9.2.7 SmCoCuFeZr
9.2.8 (Nd,Pr)FeB
9.2.9 稀土间隙化合物永磁
9.2.10 粘接磁体
9.2.11 永磁材料应用例
9.2.12 磁记录介质
9.3 软磁铁氧体,高频磁性薄膜,微波磁性器件
9.3.1 铁氧体的磁谱和电谱
9.3.2 软磁铁氧体
9.3.3 高频磁性薄膜
9.3.4 微波铁氧体器件
9.3.5 微波铁氧体
参考文献
附录
附录一 物理常数
附录二 主要磁学量的单位及其换算
1.公式
2.单位及其换算
附录三 矢量分析公式
1.矢量代数
2.梯度,散度,旋度
3.▽对两个函数乘积的作用
4.球坐标系
5.圆柱坐标系
6.积分关系
附录四 群论摘选
1.群,对称操作,对称群,旋转反射群,点群,共轭,类,子群
2.矢量空间,Hermite共轭算符(矩阵),Hermite算符(矩阵),幺正算符(矩阵),相似变换
3.群的表示,表示的基矢,特征标,幺正表示,幺正变换,等价和不等价表示
4.不变子空间,表示的约化,表示的直和,不可约表示和其基矢,直积表示
5.矢量在一个矢量空间对不同基矢的表象,算符的变换,不可约张量
6.不可约幺正表示基矢正交定理,有关矩阵元的定理
7.Clebsch-Gordan系数,不可约张量的标量积,Racah系数
8.不可约张量的矩阵元定理,Racah等效算符
附录五 二次量子化
1.占位数表象,产生和湮灭算符
2.二次量子化算符
3.正负自旋电子的产生和湮没算符与自旋算符的关系
附录六 微扰论
参考文献
京公网安备 11010102004214号