Магнитные диэлектрики. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Магнитные диэлектрики - магнитоупорядоченные вещества (ферро-, ферри- и антиферромагнетики), обладающие очень низкой электропроводностью. Представителями их являются нек-рые ферриты со структурой шпинели: MgFe₂O₄,

и др., имеющие при комнатной температуре (T =300 К) уд. электропроводность

10^-2- 10^-6 Ом^-1*см^-1. Монокристаллы этих ферритов обладают меньшими значениями

. Ещё меньшей проводимостью обладают ферриты со структурой граната; напр. , кристалл имеет 10~¹²- 10~¹⁴ Ом~¹-см~¹. Антиферромагн. соединения: МnО, NiO, CoO имеют

10^-10-10^-12 Ом^-1*см^-1. Электропроводность практически полностью отсутствует у антиферромагнитных соединений типа галогенидов переходных металлов (MnF₂, KMnF₃, BaMnF₄, MnCl₂). Ферриты-шпинели и феррит-гранат иттрия используются в СВЧ-технике и электротехнике как магн. материалы с малыми потерями на вихревые токи. Величина а сильно возрастает при появлении в окисных соединениях разновалентных катионов (гл. обр. Fe²⁺и Fe³⁺), что вызывается отклонением от стехиометрич. состава, наличием вакансий, примесных ионов и др. Особенно это характерно для ферритов-шпинелей; между ионами Fe²⁺ и Fe³⁺, находящимися в одинаковых кристаллографич. узлах (обычно октаэдрических), возникают перескоки электронов с иона на ион, вследствие чего проводимость резко возрастает (прыжковая проводимость) и ферриты-шпинели становятся магнитными полупроводниками. В случае ферритов-гранатов отклонения от сте-хиометрич. состава меньше, и поэтому их проводимость обычно сохраняется низкой. Их следует считать диэлектриками.

Характерной особенностью окисных М. д. является то, что в них помимо обычных механизмов поляризации диэлектриков (электронного и ионного и ориентационного) возникает дополнительный макроскопич. механизм поляризации, обусловленный скоплением электрич. зарядов на границах кристаллич. зёрен, вакансиях и др. дефектах. Этот механизм особенно сильно проявляется в поликристаллич. окислах. Он обуславливает большую велияину статич. (или низкочастотной) диэлектрич. проницаемости

(вплоть до 10⁵). Однако при частотах СВЧ-диапазона

снижается до неск. единиц, соответствующих электронной и ионной поляризациям (рис.). При изучении М. д. обычно производят измерения частотной зависимости действительной

и мнимой

частей

. Каждому механизму поляризации соответствует нек-рая критич. частота , выше к-рой поляризация уже не успевает следовать

за быстрыми изменениями электрич. поля. Это приводит к убыванию

и увеличению

, т. е. к увеличению диэлектрических потерь.

Зависимости

от частоты, электрического поля для одного из Ni-Zn ферритов-шпинелей.

Некоторые окисные соединения, обладающие антиферромагнетизмом, одновременно являются сегнетоэлектриками, однако их температуры Кюри обычно не совпадают. М. д. иногда наз. также спрессованные ферромагн. порошки (железа, магнетита и др.) с к--л. диэлектриком (парафином, смолой и др.). Т. к. в таких материалах не возникают вихревые токи, они получили нек-рое применение в технике, но с открытием ферритов утратили своё значение.

Литература по магнитным диэлектрикам

Знаете ли Вы, что такое "усталость света"?
Усталость света, анг. tired light - это явление потери энергии квантом электромагнитного излучения при прохождении космических расстояний, то же самое, что эффект красного смещения спектра далеких галактик, обнаруженный Эдвином Хабблом в 1926 г.
На самом деле кванты света, проходя миллиарды световых лет, отдают свою энергию эфиру, "пустому пространству", так как он является реальной физической средой - носителем электромагнитных колебаний с ненулевой вязкостью или трением, и, следовательно, колебания в этой среде должны затухать с расходом энергии на трение. Трение это чрезвычайно мало, а потому эффект "старения света" или "красное смещение Хаббла" обнаруживается лишь на межгалактических расстояниях.
Таким образом, свет далеких звезд не суммируется со светом ближних. Далекие звезды становятся красными, а совсем далекие уходят в радиодиапазон и перестают быть видимыми вообще. Это реально наблюдаемое явление астрономии глубокого космоса. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.