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 поляризациидиэлектриков (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
Яковлев Ю. М., Генделев С. Ш. Монокристаллы ферритов в радиоэлектронике, М., 1975;
Крупичка С. Физика ферритов и родственных им магнитных окислов, пер. с нем., т. 2, М., 1976.
Знаете ли Вы, что в 1965 году два американца Пензиас (эмигрант из Германии) и Вильсон заявили, что они открыли излучение космоса. Через несколько лет им дали Нобелевскую премию, как-будто никто не знал работ Э. Регенера, измерившего температуру космического пространства с помощью запуска болометра в стратосферу в 1933 г.? Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.
, 
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.
(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 
от частоты, электрического поля для одного из Ni-Zn ферритов-шпинелей.
