Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Под ред. Дж. Киршвинка. Том 1 (1989), страница 6

Следтет фУпкцки БРиллк»зпа, от»псывзк»ц»сй в квантовой махащпс пу зависимость «см., например. Со!1$«у„)972), Намагниченность.1„ ,»б»рз»»$астса а пуль Йри температуре Кюри 7;., Когда тепловая энергия де «4 постоаниая Больцмзнз) становится равной энергии обменного й»;»пмодсйствкя. Температура К»орк, кзк и $$амзтпичс»!ность $$асыц«6!!на, Яалае»СЯ. ТЗК СКЗЭЗТЬ.

««Внутре»$$»сйа Характериетикой Ътатсркала феррим,и не» ика. Но данным разных авторов, 7~ магнетита лежит а интервале ,»» 574 до 585'С. Определяют температуру Кюри просто по темпе рз$) 1»ной ззаис$$мостй $,„хотя для дост»!женив с«»стоянка !»згййтйо!.о наема»сика !ребуется поз»естить Образсп в сравнительно снпьзюс мзг нн $ ное ноле - 10' '.3, что пз-за су»цествовзкия нс исчсззюп$сго в точке 7~ цзрзмз~ нп»н«»!«» вклада в намагниченность затрудняет интерпретацию $»с»ульм«»оа $»эмсрс$$кй. Методы определения 7С сопоставлены з работе Мо»1 ойцз.

!931. !1ужно з«»мстить„что, хотя ферримзгнеткзм магнетита хорошо оаи- «ынзегсЯ теорией Нежля, экспериментально »юдучсииос прп 7'= 4,2 К ЗПЗЧСНИЕ .«,. ВЫРажскнсс В МЗГИСтОПЗХ БОРЗ, ПРПХОДЯЩИХСЯ Па фОР. мулнну$о единицу вещества (Гс»О»), и !к!6!!ос 4,!ра, отличается от ире;»ск$»зывзезт«»$$ $сорксп вслкчнкы 4,0ра Этот факт, вероятно„обьяс- Ч.

~, В«~агам я «резюме.эг 39 Ф< рркш1мюйи2л~ ми,'веянием наст»я дополнительным вкладом ноиоз Г»", находящихся в окта- харнчесхнх положениях 3.2. Анизотропия и махнитостри1и4ия Если намагниченность насыщения можно считать «перанчнымв свойством магнетика, то магнктоарнсталличсскаэ аинзотропия-а йсаото. ром смысле еторкчиоеч свойство. Коэффнннснтм анйзотрипйй ха1мхтершуют зкергню, необходимую длл доворота мэгмнтного момента кристалла от «легкогое направления, вдоль которого энергия намаг. нэчиаакнл минимальна, х «трудномуэ, требующему йайболыдей зйерглк. Наличие анизотропнн обязано спин-орбетэльному взаимодействию между спнновымк момснгамн атомов н хрксталлячесхой решеткой. Направления легкого н трудного намагничиэання, аообгвл говора, ис одинаковы а разньи~ мэгйктных млне1млах В магнетита зти направления совпадают соответственно с осами 1,11Ц н (16Щ кубической злемсйтарпой ячейки.

а промежуточное нэкраалеиие-с осмо ~1163. Зависимость знсргкп иамагкачиэанэя эола для кристалла магнетита, хая н для другах хубмчссайх кристаллов, дается формулой Е, = К~(о1к~~+ нЛ3+ н3©д+ кх "Фанз* где К, и К, -хозффиййекты эянзотроякн первого н второ~о порядков, а о, „а, н а~-капрааляюшяе косинусы вектора внешнего магнэтаого поля, т.е. направления намагничивания. При 366 К хоэффиаюлы К, н К, для магнетита равны - 1,35-10' н — 6,44.16' зрг/смз соответственно, В размагннченпом сферическом образце магнетита магнитные моменты домское могут быть направлены вдоль аосьмк легких капраэлеяяй„состаетстиующпх четырем осям тына (11Ц, ъ а лостаточно »ильям магннтном поле„например 36603, достигается состояняе насьцйснйя, а котором оатаетса одни домен с моментом, почти совпадаюижм с осью 1"!!1)-ближайшей к направлению поля Намагниченность одйаюменяого сферического образна может быть лкбо параллельна, либо антнпараллельна одной кз ос»й тана (11Ц.

Пра намагничивании образцов магнитных материалов а пах аозлкка1от кэврлжеккя„зависящие от накрэвлвкиэ к еслнчнны пркяожмлого магнитного пала. Если лаправляющнс хо»пкусы аеатора магнитного поля обозначить о,, э,, оз, то магкнтострнкцнонная деформация ь вдоль оси с нэпрэаляклинмк косинусами 5„Фз и бз а хряаталле с кубической симметрией будет оаределлтьсл формулой 3 Х= --1~м~+ -з~ое(э~А~ +а'.9х+ озфз)+ 2 ' 2 + 3А м ~ (и~ аз (1~ 1з + к1 аз р~ рэ + аз вз Рх Ръ». Для магнетита хозффнцненты мэгнитОстри хцми Ц ~1 и А ~ ее рээнш соответственна 72,6 16"е к - 19„5.

16 '. Чтобы получить плотность мжгэягострнхцкоялой знергнн, щмйо умножать магнптострщщиояную деформацию на соответствующее напряженке. Магннтострикпкя по. лаарнсталла описывается одинм аозффяцнеитом 3.„= (2Хмо + 3Х„ф5. 3.3. ТемператУРные зависимости зависимость ххюффнцнснтов магиктохрнстэллнческой аййзотропни н магкятостркквпк магнетита от температуры приводит х ннтересной темасратурной заайснмосгн направления йэмэгинчепэостн. (3»нонной эхлэд в указанные хозффкцлснтм даст спни-орбктальное взаимодействие в юмах Ге", сально возрастающее арп понижения температуры.

б точке магнитной нзотропнн T„= 118 К хозф4ищкент К, меняет знак, я в многодоменном образин а этой точас доменные стсиаи размываются, а прн отходе от кее восстанацацаэютса таам образом, что остаточная намагниченность нсчезаег, Это эллеине позволяет отлкчать ьпазгодоменэьге частицы магнетита от олдодомеээмх н псеадоаднодамспяых (аи,, например, Ест(, М»гп11, 1976). Многодомейпость можно также обнаружктыю пику начальной восприимчивости при температур» мазкнткой нзотроппн (Зепапэуаке, М»Е11нлау, 1961; Мщу, Ра1эо1о, 1932). Мнеросчоппчсакий механизм, приводящий к перемене зкака еозффнписита К,, обьясняет н резкое возрвстаине хозффацнсйтов магкнтосгрйхняи при охлаждении образцов магнетита до температур, мекыапх 7', Этот эффект сщс нс нашел прнмеиепия нп а гео-, нл а бкомагнетнзме, хотя благодаря ему можно было бы исследовать неоднородные яэ1 рязжпи а магнстнтс, измеряя магнитост3япцзйю нлн другие зависящие от псе параметры в окрестности темпе1итуры т .

3.4. Зависимость от давления Аннзотройяя, магнитостркатпсз и температура Кюри малитнта слабо зависят от гцпростазпчссйого дэвленйя. Козффкпйщпм К, и К, умсньшаютсл с ростом давя»них на 5%~абер, а Хы, к 1д~е узеллчнааются йа 15 %/абер (1чайа1а, Кдпоа(п1а, 1967). тезыйература Кюри магнетита и некоторых тита каматкстнтоя меняется примерно на 2 Кибер (3»Ьы11, 197Щ, 4. Магнитные доменные состояния '~-~ Теория доменов Некотормс магюгткью свойства, осабсико козрцнтнвная сила к ос. таточнэа наъагкнчевйость, очень сильно зависят от разы»ров часткц а образце Нэ ркс. 2 3 схематически изображена такал зависимость козр' ятн евой силы для магнетита.

Здесь также указаны области, а пределах )Ы»ч)»лла в»»$»»»»)»г иг :,~"„"у~Я»»э»»», »»г»»»$»хг» э»»»е»»»о»ию»»»»» -ОЗ-ЬВ -! в) $)о Разила частиц »ТН рне, 2,3, Сммвтичеевое н$обрв»ие»$ие звввен$»оетв козриитивноа ейлы Н, от рввжрй частиц образца магнетита, Пунятиро$$ от$$ече»$в» тра»ни»ы о(оаетец еу»нряаромвгнитиого (С$1), олноло$$еииого ($)Л).

пеевлоолнол$тмеи»юго (ПОД) и $$коголо$$вн»»ого (мД) еоетов»»вл. которых яме»от месго еуперплрамягинтпое„од$$одоме$$$$ос, пссвлоол- $»ОДОМЕ»ПТОС й МйОгОЛОМВН$$ОЕ ЕОСГОЯИНЛ. КОЗРЦНТНЛ$$ал СМЯВ Достю лат мйхснмума В однолемс$»ном состОяийп, ($рм уаахнче$$мм млй умень- ШЕНИИ РЯЗМСРЯ Чаетйп ПО ОТ$$ОЦ$СМНЮ и РЯЗМЕРУ„СООТВСТСТВУЮ$$$ЯМУ этому максимуму. Яозрцмтйя»»оеп.

Нцдцст Вс»$едствпе появления маг$$йт$$ь»х домснол в перлом случае п из-зй возрвстаиия роли теалоаьгх ф»$ухтуацмй-Во Втором Бо Втором случае коэрцмтив$$ос$ь $$адает до пуля прм переходе йз Од»»одомсн»»ого В сунерпярамагнптнос состоя!!Не. Нух»$$0 Огметйть шйрокйй диапазон размеров чает$п$, В котором йро исходят Вес эти явлемня„ От сотен аи»ътрем до сотен микрон. Прадсгааясйне о доменах-Одно мз Основных в маглсги.»ме, Магннтпымй домснамй пазывяютел области мя$ йнтмого материала, В»$утрм ХОТОРЫХ $$ВМВГММЧЕННОСТЬ ОДМОРОДНЯ М Иа»»РНВЛа$$Я ЛЕЗДС ОЛ»»НЯКОВО; направления мама»ммчепностн разных доме»»ов могут различиться.

Намаг$$ича»п»ости доме$$ОВ, направлениыс в прогйвополох»цыс стороны, могут компсйсмроеать друг друга так, что остяточ$$ая памагиичеинесп многодоменной частицы будет рави» нулю (рнс. 2.4,4), однодоменная гке частица всегда памагнйча$$Я до насыщенна (рис. 2,4,6). Поворот йамаг$$йче$$ност$$ От Направления в одном помене к панравлспйю в соседнем дома!»с пройехо»$нт напрерызню В Области, $$азывасмой помеимой степкой, Чац»с Всего встреча»атал 1$() н 9()-грклусныс стена»!. которые разделяют домспы с соответствующими утяамй между намагниченностями (см., напрпмер„о»1)»ахпгл$, )964), В ОС$»ова Образованмя доменои лежит достигаемый прн этом Выигрыш магнитной энергии На поверхности од!город»$О намагннчеп$$ой частниы суол»ствуют мапппиые ООН»оса, Взаимодейстаие которых даст су»даствепмый ыагнитосгатнческнй вклад В змсрги»О частицы (рпс, 2,4, Б).

Прн возник!!оленин ломеноа магмнтос»цтнчаекая тмергия Рн. ", ', $»ве$»реле»!ение»оагввтнв$х в»омевтов в пояиих»в в миогелож$$нол (Л) и о,»ИО»онейной (Ь) ойдо »имая, новеркпоет$$ых маг»»йтйых полк!сов умень!Мается (рмс. 2.4,А); ираида. ооявляется Вклад В э»»ер»ж»О, раяз$$$$»ый с наличием дОмс$$пых стс$$ок. В Ре-»ультятс мпнйм~зяий$$ зтнх иаух энергетических вкладов нри ллпиом Гч$ЗМСРЕ Чнетйнм, ТЕМПЕРВТУРЕ М ана»инаы Матнитлоы ПОЛа И ВОЗ$$НКЯСТ равновесная конфи гурацня домайоа. Прй апал$г$с домей$»ой структуры необходимо рааса»атривать йе. сколько еосгаалянццнх энергии Е: ~ »вн + ~а + ! ьк + ~"мат + Еа' ()) Обмс»$$»ЯЯ составляющая Е,в„обусловлена Отклонеиием От нараллекьности соседних спийов в доменной степке, при увеличении толюп$ы Я»ггОРОй Ц~„УМа$$ЬШВЕТСЛ.

СОСТВВЛЯ$ОП$ЯЯ, СВЛЗМН»$ВЯ С МЯГИМтОКР$$- Е»ЯОЯНЧССКОй ВММЗОТРОИИСй Ь;, ПОЯЯЛЯСТСЯ НЗ-За НЕООВПЯЯЕННЯ Нанраалейив нимаг$$пча$$ностн с направлением»»легкой оенв; чем больши зта ИННЗОТРОПНЯ, ТЕМ МВНЬШЕ ТОЛЩИНВ ДОМЕННОЙ Стспхи. МВГ»»ПТОСТРНК- чио$$$»ЯЯ энергия Е„, Определяет тмп стенки» + 1В(). Илм 90-градусиаяРоль ми$$$итсстатнчаского Вклада Ы'„,„упомянута выше, Накойе»!.

Е„- >го э$»ергня моментов доменов во внеш$$см млпнпном попс, В Лостаточ»$О 6оль»иом псам моменты асах доме$$ов выетрвнааютсл вдоль на»»рав»зснйя поля й доменные степки исчазагот, ()бзоры цомс»!ПОЙ Ори»!»Я$$$ы В Рабптах ((.Ое((аг„)9б9; СМ111$у, Ж~; баеву, Эапег)ее, )9'»4. 9»»ермил Ь является функцией намагннчаи$$осги. Яоторак счятас$$Я$ "ОЕЯОЯННОй ПО ВЕЛИЧМПЕ, ИО МОЯ»СТ ИМатЬ РЯЗПОа йацрааиа$$ИЕ. УСЛОВПЯ $»иннмумк этой зисргии предстт»ваяют собой нелйнейныа уравнения в '!ватных»$ро$$зао»»ных, и их решения В $$рйицнпе оппсыаан$т и домены, и лов»а»$$»ые сте$»ки. Оцикко получение таких ре»пеипй В обшам случае нр'и' " а. Собой Оч ь сл ую зчатематнчагз уго дачу (й !') $х РЯде част$$ъ»х случаев (болыыпе поля, епецнллькаа форма " 'Р г$$$»$: бесконечный цилиндр.