NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ĐỒ HỌA TRONG MÁY HÀN CHIPSET BGA
6.3.3 Các tính chất đặc trưng của chất sắt từ
với là Bohr magneton và mômen spin.
Chất thuận từ trong các giới hạn Trong giới hạn từ trường nhỏ
Từ hàm từđộ của chất thuận từ, có thể khai triển gần đúng trong giới hạn từ trường nhỏ (hoặc nhiệt độ cao):
Khi , thì (6.4) Do đó, từđộ của chất thuận từ tỉ lệ thuận với từ trường ngoài và tỉ lệ nghịch với nhiệt độ theo hàm:
(6.5)
Kết luận : ĐỘ TỪ HÓA TỈ LỆ THUẬN VỚI MOMEN NGUYÊN TỬ VÀ TỈ LỆ NGHỊCH VỚI NHIỆT ĐỘ .
6.3.3 Các tính chất đặc trưng của chất sắt từ
Các chất sắt từ (ví dụ như sắt (Fe), côban (Co), niken (Ni), gađôli (Gd)... là các chất sắt từđiển hình. Các chất này là các chất vốn có mômen từ nguyên tử lớn (ví dụ như sắt là 2,2 μB, Gd là 7 μB...) và nhờ tương tác trao đổi giữa các mômen từ
này, mà chúng định hướng song song với nhau theo từng vùng (gọi là các đômen từ
tính. Mômen từ trong mỗi vùng đó gọi là từđộ tự phát - có nghĩa là các chất sắt từ
có từ tính nội tại ngay khi không có từ trường ngoài. Đây là các nguồn gốc cơ bản tạo nên các tính chất của chất sắt từ.
Hình 6.6 Ảnh các đômen từ của màng CoIr chụp ở chếđộ Fresnel trên kính hiển vi
điện tử truyền qua
Hiện tượng từ trễ: Là một đặc trưng dễ thấy nhất ở chất sắt từ. Khi từ hóa một khối chất sắt từ các mômen từ sẽ có xu hướng sắp xếp trật tự theo hướng từ trường ngoài do đó từđộ của mẫu tăng dần đến độ bão hòa khi từ trường đủ lớn (khi đó các mômen từ hoàn toàn song song với nhau).
Khi ngắt từ trường hoặc khử từ theo chiều ngược, do sự liên kết giữa các mômen từ và các đômen từ, các mômen từ không lập tức bị quay trở lại trạng thái hỗn độn như các chất thuận từ mà còn giữ được từ độ ở giá trị khác không. Có nghĩa là đường cong đảo từ sẽ không khớp với đường cong từ hóa ban đầu, và nếu ta từ hóa và khử từ theo một chu trình kín của từ trường ngoài, ta sẽ có một đường cong kín gọi là đường cong từ trễ.
Có nhiều cơ chế khác nhau để tạo ra hiện tượng trễ như cơ chế dịch chuyển vách, cơ chế quay mômen từ, cơ chế hãm sự phát triển của các mầm đảo từ... Và trên đường cong từ trễ, ta sẽ có các đại lượng đặc trưng của chất sắt từ như sau:
Từđộ bão hòa: Là từđộđạt được trong trạng thái bão hòa từ, có nghĩa là tất cả
các mômen từ của chất sắt từ song song với nhau.
Từ dư: Là giá trị từđộ khi từ trường được khử về 0.
Lực kháng từ: Là từ trường ngoài cần thiết để khử mômen từ của mẫu về 0, hay là giá trị để từđộđổi chiều. Đôi khi lực kháng từ còn được gọi là trường đảo từ.
Từ thẩm: Là một tham số đặc trưng cho khả năng phản ứng của các chất từ
hơn 1 rất nhiều, và phụ thuộc vào từ trường ngoài (xem thêm trong bài Vật liệu từ
mềm).
Nhiệt độ Curie: Là nhiệt độ mà tại đó, chất bị mất từ tính. Ở dưới nhiệt độ
Curie, chất ở trạng thái sắt từ, ở trên nhiệt độ Curie, chất sẽ mang tính chất của chất thuận từ. Nhiệt độ Curie là một tham sốđặc trưng cho chất sắt từ