Điện tử xoay quanh hạt nhân tạo moment từ khá nhỏ (bỏ qua) Điện tử quay quanh trục cͿa nó xuất hiện moment từ spin + Điện tử ghép đôi, spin trái dấu nên tự triệt tiêu moment từ cͿa nhau + Điện tử không ghép đôi (electron độc thân) tạo moment từ spin. Tính chất từ cͿaĐiện tử xoay quanh hạt nhân tạo moment từ khá nhỏ (bỏ qua) Điện tử quay quanh trục cͿa nó xuất hiện moment từ spin + Điện tử ghép đôi, spin trái dấu nên tự triệt tiêu moment từ cͿa nhau + Điện tử không ghép đôi (electron độc thân) tạo moment từ spin. Tính chất từ cͿa
CH NG TÍNH CH T T C A V T LI U TS NGUY N V N D NG i n t xoay quanh h t nhân t o moment t nh (b qua) i n t quay quanh tr c c a xu t hi n moment t spin + i n t ghép ơôi, spin trái d u nên t tri t tiêu moment t c a + i n t không ghép ơôi (electron c thân) t o moment t spin Tính ch t t c a v t li u ph thu c s s p x p (chi u h moment t ng) c a TS NGUY N V N D NG Electron c thân th ng xu t hi n kim lo i chuy n ti p, l p n t d f NT hay ion Ti Ti2+ V V4+ V3+ V2+ Cr Cr3+ Cr2+ Mn Electron đ c thân 2 3 5 NT hay ion Fe Fe3+ Fe2+ Co Ni Ni2+ Cu Cu2+ Zn Zn2+ Electron đ c thân 2 0 Co3+ Co2+ Mn3+ Mn2+ TS NGUY N V N D NG Th c t kim lo i Fe, Co, Ni có s n t khơng ghép ơôi không gi ng nh lý thuy t n t t l p 4s có th nh y sang 3d S electron t m i nguyên t thay i so v i lý thuy t Moment t spin c a electron (Bohr magneton) B Moment t m i nguyên t = s electron c thân x = 9,27.1024 A.m2 B TS NGUY N V N D NG T tr ng môi tr ng v t ch t c bi t sinh quanh n tích chuy n ng ho c s bi n thiên c a n tr có ngu n g c t nh nam châm mômen l ng ho c ng c c t TS NGUY N V N D NG T c tr ng H (A/m), c t o b i cu n dây d n n có ng dòng I, qu n tròn n vòng dài l là: Khi c v t li u có t tính vào t tr ng ngồi H, v t li u có c m ng t B hay m t t tr ng B (Tesla) B t l v i H v i h s t l t (ơ th m t ) : B: Tesla (T) hay th m TS NGUY N V N D NG Trong môi tr t o= ng chân khơng, v t li u có c m ng t Bo th m 10-7 (H/m) B = H r = / o (ơ t th m t ng i c a ch t r n so v i chân không) B = H = o.(H + M) M (Magnetization): t hóa c a ch t r n (t ng moment t m i n v th tích) M= H : t c m c a v t li u = o.(1 + ) TS NGUY N V N D NG So sánh m t d t i u ki n chân khơng có t v t li u TS NGUY N V N D NG D a vào s x p khác s p c a moment t mà v t li u có tính ch t t !! khác TS NGUY N V N D NG 10 V t li u ngh ch t (diamagnetic): < r< o 1( r ≈ 5.10-6) r> o >0 V t li u s t t (ferromagnetic): o r 1( r ≈ 106) V t li u feri t (ferrimagnetic): 0, nh h n v t li u s t t V t li u ph n s t t (antiferromagnetic): > 0, nh ng r t nh TS NGUY N V N D NG VD: Tính t hóa bão hòa Ms m t t bi t dNi = 8,90 g/cm3 Gi i: v i Ni 17 bão hòa Bs c a Niken TS NGUY N V N D NG 18 Khi t tr ng H thay i, domain có khuynh h ng s p x p theo h ng m i Tuy nhiên, s s p x p ch m có th gây nên hi n t ng tr (hysteresis) TS NGUY N V N D NG 19 Khi H t n giá tr m t vài domain v n trì s s p x p theo h Khi tr ng tr t c ơó t o nên t hóa d (remanence) Mr hóa b ng 0, t ng o Hc g i kháng t (coercivity) TS NGUY N V N D NG V t li u t c ng (hard magnetic) v t li u s t t , khó kh hóa t khó t nam châm v nh c u V t li u t m m (soft magnetic) v t li u s t t , "m m" v ph t 20 hóa kh ng di n t , có ngh a d t hóa d kh t nam châm n Tinh th b khuy t t t ho c khơng tinh t có th làm gi m kh n ng di chuy n c a domain VD: thép TS NGUY N V N D NG Khi gia nhi t, nguyên t 21 chuy n ng nhi t t ng làm cho moment t s p x p m t tr t t Nhi t Curie (TC) nhi t mà t i ơó v t li u s t t feri t b m t t tính, tr thành ch t thu n t VD: Tc c a Fe - 768 oC, Co – 1120 oC, Ni – 335 oC TS NGUY N V N D NG 22 TS NGUY N V N D NG 23 Siêu thu n t (superparamagnetism) m t hi n t thái t tính x y v t li u t , mà ng, m t tr ng ơó ch t bi u hi n tính ch t gi ng nh ch t thu n t X y v i ch t s t t ferri t Khi kích th chuy n t c h t nh (< Dc – kích th c t i h n), v t li u s tr ng thái ơa domain sang n domain (m i h t s m t domain) N ng l ng nhi t s phá v s nh h ng c a moment t , h h t s t tr ng thái h n lo n nh ch t thu n t Khi áp t tr hòa l n ng ngoài, v t li u ơáp ng nhanh t o t hóa bão TS NGUY N V N D NG t hóa bão hòa cao t d Mr = 24 TS NGUY N V N D NG 25 Siêu d n (superconductor) hi n t ng v t li u d n n mà khơng có s xu t hi n c a n tr (ơi n tr r t nh ) d i m t nhi t t i h n (TC - critical temperature) TS NGUY N V N D NG Hi u ng Meisnner: d 26 i nhi t t i h n (TC), electron di chuy n theo t tr (magnetic levitation), v c n tr c a nút m ng t qua s ng TS NGUY N V N D NG Máy bi n th ng c n Máy phát n 27 TS NGUY N V N D NG Gia nhi t c c b : b p t 28 TS NGUY N V N D NG 29 Mã hóa d li u theo bit (0 & 1) d a vào chi u c a moment t m i domain ng d ng làm HCP cobalt–chromium alloy a (hard disk drive) TS NGUY N V N D NG 30 Tàu n ch y m t tr ng TS NGUY N V N D NG ng d ng h t nano t tính: Tách, thu h i ch t D n truy n thu c 31 ... moment t c s p x p tr t t (cùng chi u) Các vùng g i domain, gi a domain ng ranh gi i T tính c a v t li u t ng t tính (theo vector) c a domain TS NGUY N V N D NG Khi áp t tr ng H vào VL s t t ,... m t t tính, tr thành ch t thu n t VD: Tc c a Fe - 768 oC, Co – 1120 oC, Ni – 335 oC TS NGUY N V N D NG 22 TS NGUY N V N D NG 23 Siêu thu n t (superparamagnetism) m t hi n t thái t tính x... chân không có t v t li u TS NGUY N V N D NG D a vào s x p khác s p c a moment t mà v t li u có tính ch t t !! khác TS NGUY N V N D NG 10 V t li u ngh ch t (diamagnetic): < r< o 1( r ≈ 5.10-6)