МАГНИ́ТНАЯ АНИЗОТРОПИ́Я

МАГНИ́ТНАЯ АНИЗОТРОПИ́Я, за­ви­си­мость маг­нит­ных свойств (на­маг­ни­чен­но­сти, маг­нит­ной вос­при­им­чи­во­сти и др.) об­раз­ца (маг­не­ти­ка) от вы­де­лен­но­го в нём на­прав­ле­ния. При­ро­да М. а. за­клю­ча­ет­ся в за­ви­си­мо­сти взаи­мо­дей­ст­вия ато­мов в ве­ще­ст­ве от ори­ен­та­ции их маг­нит­ных мо­мен­тов. За­ви­си­мость на­маг­ни­чен­но­сти от её на­прав­ле­ния от­но­си­тель­но кри­стал­ло­гра­фич. осей в кри­стал­ле на­зы­ва­ет­ся ес­те­ст­вен­ной кри­стал­ло­гра­фич. М. а. Кро­ме то­го, М. а. мо­жет воз­ни­кать вслед­ст­вие тек­сту­ры об­раз­ца или его де­фор­ма­ции, при на­ли­чии в нём внеш­них и внутр. на­пря­же­ний, под воз­дей­ст­ви­ем внеш­них маг­нит­ных и элек­трич. по­лей (на­ве­дён­ная М. а.), а так­же из-за ани­зо­тро­пии фор­мы об­раз­ца. Фе­но­ме­но­ло­гич. тео­рия М. а. в фер­ро­маг­не­ти­ках соз­да­на рос. фи­зи­ком-маг­ни­то­ло­гом Н. С. Аку­ло­вым в 1928.

М. а. – ре­зуль­тат маг­нит­но­го взаи­мо­дей­ст­вия со­сед­них маг­нит­ных ио­нов и бо­лее слож­ных взаи­мо­дей­ст­вий элек­тро­нов этих ио­нов с внут­ри­кри­стал­ли­чес­ким по­лем. М. а. наи­бо­лее зна­чи­тель­на в силь­но­маг­нит­ных ма­те­риа­лах – фер­ро-, фер­ри- и ан­ти­фер­ро­маг­не­ти­ках. Она влия­ет на про­цес­сы на­маг­ни­чи­ва­ния, маг­нит­ную до­мен­ную струк­ту­ру и др. свой­ст­ва маг­не­ти­ков. Осо­бен­но ве­ли­ка М. а. в мо­но­кри­стал­лах фер­ро­маг­не­ти­ков, где она про­яв­ля­ет­ся в на­ли­чии осей лёг­ко­го на­маг­ни­чи­ва­ния, вдоль ко­то­рых ори­ен­ти­ру­ют­ся век­то­ры са­мо­про­из­воль­ной на­маг­ни­чен­но­сти фер­ро­маг­нит­ных до­ме­нов. Ме­рой М. а. для дан­но­го кри­стал­ло­гра­фич. на­прав­ле­ния в кри­стал­ле яв­ля­ет­ся раз­ность энер­гий, не­об­хо­ди­мых для на­маг­ни­чи­ва­ния еди­ни­цы объ­ё­ма об­раз­ца по труд­но­му и лёг­ко­му на­прав­ле­ни­ям на­маг­ни­чи­ва­ния. При по­сто­ян­ной темп-ре она свя­за­на со сво­бод­ной энер­ги­ей М. а. $F_{ан}$ для дан­но­го на­прав­ле­ния. Ве­ли­чи­на и знак $F_{ан}$ оп­ре­де­ля­ют­ся атом­ной струк­ту­рой ве­ще­ст­ва, а так­же за­ви­сят от темп-ры, дав­ле­ния и т. п. Напр., для ку­бич. кри­стал­лов $F_{ан}=K_1(α^2_1α^2_2+α^2_2α^2_3+α^2_3α^2_1)$, где $α_1$, $α_2$, $α_3$ – на­прав­ляю­щие ко­си­ну­сы на­маг­ни­чен­но­сти $M_s$ от­но­си­тель­но оси кри­стал­ла [100], $K_1$ – пер­вая кон­стан­та ес­те­ст­вен­ной кри­стал­ло­гра­фич. М. а. Су­ще­ст­ву­ют так­же вто­рая и тре­тья кон­стан­ты маг­нит­ной ани­зо­тро­пии $K_2$ и $K_3$. Ве­ли­чи­на кон­стан­ты М. а. из­ме­ря­ет­ся в еди­ни­цах плот­но­сти энер­гии Дж/м³ и из­меня­ет­ся от 10⁷  Дж/м³ (для по­сто­ян­ных маг­ни­тов из NdFeB) до 10–10² Дж/м³ (для аморф­ных фер­ро­маг­нит­ных спла­вов) при ком­нат­ной темп-ре. При по­вы­ше­нии темп-ры кон­стан­ты М. а. умень­ша­ют­ся, стре­мясь к ну­лю при темп-ре Кю­ри. Для ан­ти­фер­ро­маг­не­ти­ков вслед­ст­вие на­ли­чия у них не ме­нее двух маг­нит­ных под­ре­шё­ток име­ют­ся, по край­ней ме­ре, две кон­стан­ты маг­нит­ной ани­зо­тро­пии.

Экс­пе­ри­мен­таль­но кон­стан­ты М. а. мо­гут быть оп­ре­де­ле­ны: с по­мо­щью ани­зомет­ра маг­нит­но­го; из со­пос­тав­ле­ния зна­че­ний энер­гии на на­маг­ни­чи­ва­ние об­раз­ца вдоль разл. кри­стал­ло­гра­фич. на­прав­ле­ний; гра­фич. ме­то­дом – по пло­ща­ди, ог­ра­ни­чен­ной кри­вы­ми на­маг­ни­чи­ва­ния фер­ро­маг­нит­ных кри­стал­лов и осью на­маг­ни­чен­но­сти, т. к. эта пло­щадь про­пор­цио­наль­на кон­стан­там М. а.; из дан­ных по элек­трон­но­му па­ра­маг­нит­но­му ре­зо­нан­су (для па­ра­маг­не­ти­ков), по фер­ро­маг­нит­но­му ре­зо­нан­су (для фер­ро­маг­не­ти­ков) и по ан­ти­фер­ро­маг­нит­но­му ре­зо­нан­су (для ан­ти­фер­ро­маг­не­ти­ков).