CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN
1.3. Tính chất từ
1.3.1. Dị hƣớng từ tinh thể
Dị hƣớng từ tinh thể có thể định nghĩa là một dạng năng lƣợng trong các vật có từ tính có nguồn gốc liên quan đến tính trật tự đối xứng tinh thể và sự định hƣớng của mômen từ. Trong tinh thể, mômen từ ln có xu hƣớng định hƣớng theo một phƣơng ƣu tiên nào đó của tinh thể, điều này tạo nên khả năng từ hóa khác nhau theo các trục khác nhau của tinh thể. Hƣớng trong tinh thể mà độ từ hóa ln có xu hƣớng định hƣớng theo phƣơng đó, gọi là phƣơng ƣu tiên, theo phƣơng đó q trình từ hóa sẽ diễn ra dễ nhất thì phƣơng
đó gọi là trục dễ từ hóa. Và khi từ hóa theo hƣớng khác (lệch 90o
so với trục dễ) thì q trình từ hóa sẽ khó hơn và sẽ rất khó đạt trạng thái bão hịa, và trục đó gọi là trục khó từ hóa.
Năng lƣợng dị hƣớng từ tinh thể là năng lƣợng cần thiết để quay các mômen từ từ trục khó sang hƣớng của trục dễ. Bên cạnh nguồn gốc do tính đối xứng tinh thể, dị hƣớng từ tinh thể cịn có thể đƣợc tạo ra do ứng suất hay do hình dạng của vật từ hay trật tự của các cặp spin với định hƣớng khác nhau. Cách hiểu đơn giản về dị hƣớng từ tinh thể là năng lƣợng liên quan đến t nh đối xứng tinh thể. Nhƣng về thực chất, năng lƣợng dị hƣớng từ tinh thể là dạng năng lƣợng có đƣợc do liên kết giữa mômen từ spin và mômen từ quỹ đạo (liên kết spin - quỹ đạo) và do sự liên kết của điện tử với sự sắp xếp của các nguyên tử trong mạng tinh thể (tƣơng tác với trƣờng tinh thể).
Dị hƣớng từ tinh thể mơ tả định hƣớng của độ từ hóa. Một cách tổng quát, năng lƣợng dị hƣớng từ tinh thể đƣợc biểu diễn bởi chuỗi các hàm cơ bản liên quan tới góc giữa véctơ từ độ và trục dễ từ hóa. Nguồn gốc của tính chất từ cứng mạnh và lực kháng từ lớn trong các vật liệu từ cứng chủ yếu liên quan đến đến dị hƣớng từ tinh thể lớn xuất hiện khi có sự chuyển pha bất trật tự - trật tự trong vật liệu [9, 15, 42, 43]. Nếu tinh thể có 1 trục dễ từ hóa duy nhất (gọi là dị hƣớng đơn trục - uniaxial anisotropy) thì năng lƣợng dị hƣớng từ tinh thể đƣợc cho bởi biểu thức sau:
(1.1)
Ở đó, là góc giữa phƣơng từ hố và trục dễ từ hóa, Ki là hằng số dị hƣớng bậc i.