关于磁各向异性介绍

[拼音]：cigexiangyixing

[外文]：magnetic anisotropy

磁体不同方向的磁性不同。如弱磁的抗磁、顺磁和反铁磁晶体的磁化率随晶体方向不同而异，强磁体饱和磁化在不同方向时自由能不同等。磁各向异性对强磁体的技术磁性有很大影响，因而是强磁物质的重要的基本磁性之一。

沿不同晶轴磁化时，强磁体的磁化曲线不同。常用磁晶各向异性能表示此现象。它表示饱和(或自发)磁化在不同晶体方向时自由能密度不同。磁晶各向异性能Fk常表示为饱和磁化强度矢量Ms相对于主晶轴的夹角的三角函数的幂级数。其表式随晶体对称性而异。对立方晶体，表式为

式中αi为Ms相对于三个［100］轴的方向余弦。k1和k2为磁晶各向异性常数。自由能低的方向称为易磁化方向，自由能高的方向称为难磁化方向。k1和 k2的数值随材料而异，且随温度变化。其符号和大小决定材料的难易磁化方向和难易的程度。在基础研究中，有时磁晶各向异性能表示为正交的球谐函数的展开式。

磁晶各向异性能的微观机制主要有以下几种：

（1）磁偶极相互作用。经典的磁偶极作用只对非立方晶体能引起各向异性。但常常不是主要的贡献。

（2）各向异性交换作用。来自轨道－自旋作用对交换作用的影响。存在于某些稀土离子及低对称化合物中。

（3）单离子各向异性。为晶体电场和轨道－自旋作用的联合效应。它使单个离子的能级呈现各向异性。对铁氧体和一些稀土离子，它的贡献是主要的。

（4）巡游电子各向异性。来自轨道－自旋作用对能带的影响。适用于3d金属及合金。

为由于磁d性耦合、材料中的应力及其应变导致的磁各向异性。

对于非球形对称的物体，磁化在不同方向时，退磁场及退磁场能不同，称为磁形状各向异性。

为某些材料经过某种处理后出现的附加的磁各向异性。这类处理有：磁场作用下的热处理、应力作用下的热处理及冷轧等。有磁场热处理感生各向异性的材料，在无磁场作用下退火时，在磁畴及畴壁中获得自发磁化条件下的感生各向异性。某些薄膜材料在磁场下生长，或由于某种条件生长，均可获得生长感生各向异性。对金属及合金的感生各向异性，原子对的有序排列（方向有序）的理论给出了合理的解释。铁氧体的感生各向异性则可用单离子理论（各向异性离子的有序分布）来解释。

当材料中存在着铁磁－反铁磁界面或与亚铁磁的界面时，由于界面原子间交换耦合，使铁磁体附加一单“向”的各向异性。具有这种各向异性的材料有不对称的磁滞回线，两侧的矫顽力Hcm不相等。在具有Co-CoO界面的微粒及FeMnPBAl非晶态中均发现这种各向异性。

参考书目

1. S.Chikazumi， Physics of Mαgnetism，John Wiley & Sons，New York，1964.
2. M.I.Darby and E.D.Isaac， IEEE Transaction on magnetics， Vol，Mag-10，p.259，1974.