六种阳离子的自旋磁矩 例题 每个Fe:O立方晶格中含8个Fe2与16个Fe高子, 晶胞边长为0.839m计算其饱和磁化强度。 净自旋磁矩(Bohr磁子) SOLUTION 计算方法与上题相似,不同处在于基于单位体积的高 子数N而非原子数 N"的意义为单位体积的Bohr磁子数 设计例题 设计一立方铁氧体材料使具有525x105Mm的磁化强度 只有Fe2+离子贡献磁化强度,且每个品胞含8个Fe2+离 在 此基础上, 矩更大的Mn2(每离子5Bohr磁子)代替部 子,每个离子相当4个Bohr磁子,于是n2=32。晶胞体积 假设晶胞尺寸(0.839mm)不变,计算单位品胞应 具有的Boh磁子数 32×(9.27×10-2A·m2) (0.839×10-m) (5.25×10°A/m)0.839×l0m)2/ unnt ce =50×105A/m 927×10-24A·m2/ Bohr magnetor =33.45 Bohr magneton/unit cell 温度对磁性的影响 设被Mm2取代的Fe2高子的分最为x,未被取代的 4(1-x)+5x=33.45 Curie Temperature Pure F 15,000 解得x=0.18 故答案是18.1%原子分数的Fe被Mn2取代后磁 化强度就为525x105Am N与务 Fe3O4585 5,0004 阳离子 净自旋磁矩（Bohr 磁子) Fe3+ 5 Fe2+ 4 Mn2+ 5 Co2+ 3 Ni2+ 2 Cu2+ 1 六种阳离子的自旋磁矩 SOLUTION 计算方法与上题相似，不同处在于基于单位体积的离 子数N’而非原子数。 Ms = N’µB 每个Fe3O4立方晶格中含8个 Fe2+ 与16个 Fe3+ 离子, 晶胞边长为0.839 nm. 计算其饱和磁化强度。 例题 只有Fe2+ 离子贡献磁化强度，且每个晶胞含8个 Fe2+ 离 子，每个离子相当4个 Bohr 磁子，于是nB= 32。晶胞体积 为a3。 N’的意义为单位体积的Bohr磁子数： C B V n N'= A m m A m a n M B B s 5.0 10 / (0.839 10 ) 32 (9.27 10 ) 5 9 3 24 2 3 = × × × × • = = − − µ 解： 上例中Fe3O4的磁化强度为5.0× 105 A/m。在此基础上，应 采用如果用磁矩更大的Mn2+ （每离子5 Bohr磁子）代替部 分Fe2+ 。先假设晶胞尺寸(0.839 nm)不变，计算单位晶胞应 具有的Bohr磁子数 ： Bohr magneton unit cell A m Bohr magneton A m m unit cell M a n B s B 33.45 / 9.27 10 / (5.25 10 / )(0.839 10 ) / 24 2 5 9 3 3 = × • × × = = − − µ 设计例题 设计一立方铁氧体材料使具有5.25 × 105 A/m的磁化强度。 设被Mn2+取代的Fe2+离子的分数为x，未被取代的 则为1-x: 4(1-x)+5x = 33.45 解得 x = 0.181 故答案是18.1% 原子分数的Fe2+被Mn2+取代后磁 化强度就为5.25 × 105 A/m Temperature °C 25,000 20,000 15,000 10,000 5,000 Saturation magnetization, Ms (A/m×106) 2.0 1.5 1.0 0.5 Saturation flux density, Bs(gauss) Pure Fe Fe3O4 0 0 -200 0 200 400 600 800 1000 温度对磁性的影响 Curie Temperature Fe:768 Co: 1120 Ni: 335 Fe3O4: 585