User:Ilievski.andrej/sandbox

Магнон

Магнон е квази честичка, сефкупна возбуденост of the електронската' спинска структура во кристалната решетка. Како еквивалент во квантната механика магнонот може да се разгледува како кватизиран спински бран.Магнонот има точно определено количество на енергја и импулс, имаат спин -1, што покажува дека се однесуваат како бозони .

Кратка историја

Концептот за магнонот е е воведен 1930 год од , Флекс Блох^[1] , со цел да се објасни намалувањето на спонтана магнетизација во феромагнетот. На апсолутна нула (Т=0K), Хајзенберговиот феромагнет доаѓа до состојба на најниска енергија (основна состојба), во која сите атомски спинови магнетните моменти се во иста насока. Како што температурата расте, се помал е бројот на спинови кои се подредени во иста насока, се зголемува внатрешната енергија и се намалува вкупната магнетизација. Ако ја разгледуваме совршено магнетизираната состојба на феромагнетот на температура од 0⁰К,како состојба на вакум на феромагнетот, тогаш состојбата на ниска температура со неколку неподредени спинови може да се разгледува како гас од квазичестичките, во овој случај од магноните. Секој магнон, го намалува вкупниот спин во насоката на магнетизацијата за една единица од $\hbar$ (редуцирана Планкова константа) и магнетизација за $\gamma \hbar$ . Кадешто $\gamma$ е жиромагнетен количник (количник на магнетен момент и аголен момент). Ова води до Блоховиот закон за зависност на спонтаната магнетизација од температурата:

$M(T)=M_{0}\left[1-\left({\frac {T}{T_{c}}}\right)^{3/2}\right]$

Кадешто $T_{c}$ е критичната температура (зависи од материјалот), а $M_{0}$ е големината на спонтаната магнетизиација.

Квантитативната теорија на магнони, квантизирани спински бранови, дополнително биле развиени понатаму од Теодор Холштаин , (Хенри Примакоф) (1940), и Фримен Дајсон (1956). Користејќи го вториот квантификациски формализам тие покажале дека магноните се однесуваат како квазичестички со слаба интеракција согласно Бозе - Ајнштајновата статистика (bosons). Опсежен опис на овие квазичестици може да се најде во книгите на Чарлс Кител објавени документи на Ван Кранендонк Van Kranendonk и Ван Влек Van Vleck.

Парамагнони

Парамагноните се магнони во магнетни материјали кои се на висока температура, со неподредена фаза. На доволно ниски температури, локалниот атомски магнетен момент во феромагнетните (FM) или антиферомагнетните (AFM) соединенија ќе бидат подредени. Мали осцилации на моментите околу основната насока ќе се шират како бранови (магнони). На повисоки температури од критичната температура, подреденоста се губи(на поголеми растојанија), но спиновите во мали делови од материјалот сеуште ќе бидат подредени, овозможувајки им на спинските бранови да се шират на мали растојанија. Овие бранови се познати како парамагнони и подлежат на дифузен наместо балистички транспорт. Првиот концепт кој бил предложен од Berk and Schrieffer^[4] and Doniach and Engelsberg,^[5]^. На спинските отстапуванја во транзитивните метали за да ја објаснат дополнителното одбиванје мегу електоните во некој метали, кое ја намалува критичната температура за суперспроводливоста.

Својства

Однесувањето на магнонот може да се изучува со различни техники на расејувње. Магноните се однесуваат како Бозе гас без хемиски потенцијал. Дополнителни магнони кои што не се во рамнотежа можат да се претворат во фонони. Ова се постигнува со пумпање на микробаранови за да се добијат возбудени спински бранови. На критична густина се формира контензат кои што се јавува како емисија на монохроматски бранови. Овој извор на микробраниви контролира со надворешно магнетно поле.

References

^ Bloch, F. "Zur Theorie des Ferromagnetismus". Zeitschrift für Physik (in German). 61 (3–4): 206–219. Bibcode:1930ZPhy...61..206B. doi:10.1007/BF01339661. ISSN 0044-3328.

C. Kittel, Introduction to Solid State Physics, 7th edition (Wiley, 1995). ISBN 0-471-11181-3.
Bloch, F. (1930). "Zur Theorie des Ferromagnetismus". Z. Phys. 61: 206–219. Bibcode:1930ZPhy...61..206B. doi:10.1007/bf01339661.
Holstein, T.; Primakoff, H. (1940). "Field Dependence of the Intrinsic Domain Magnetization of a Ferromagnet". Phys. Rev. 58: 1098–1113. Bibcode:1940PhRv...58.1098H. doi:10.1103/PhysRev.58.1098.
Dyson, F. J. (1956). "General Theory of Spin-Wave Interactions". Phys. Rev. 102: 1217–1230. Bibcode:1956PhRv..102.1217D. doi:10.1103/PhysRev.102.1217.
Brockhouse, B. N. (1957). "Scattering of Neutrons by Spin Waves in Magnetite". Phys. Rev. 106: 859–864. Bibcode:1957PhRv..106..859B. doi:10.1103/PhysRev.106.859.
Kranendonk, J. Van; Vleck, J. H. Van (1958). "Spin Waves". Rev. Mod. Phys. 30: 1–23. Bibcode:1958RvMP...30....1V. doi:10.1103/RevModPhys.30.1.
Nikuni, T.; Oshikawa, M.; Oosawa, A.; Tanaka, H. (1999). "Bose-Einstein Condensation of Dilute Magnons in TlCuCl 3". Phys. Rev. Lett. 84: 5868–5871. arXiv:cond-mat/9908118. Bibcode:2000PhRvL..84.5868N. doi:10.1103/PhysRevLett.84.5868. PMID 10991075.
Demokritov, S. O.; Demidov, V. E.; Dzyapko, O.; Melkov, G. A.; Serga, A. A.; Hillebrands, B.; Slavin, A. N. (2006). "Bose-Einstein condensation of quasi-equilibrium magnons at room temperature under pumping". Nature. 443: 430–3. Bibcode:2006Natur.443..430D. doi:10.1038/nature05117. PMID 17006509.
P. Schewe and B. Stein, Physics News Update 746, 2 (2005). online
Kimel, A.V.; Kirilyuk, A.; Rasing, T.H. (2007). "Femtosecond opto-magnetism: ultrafast laser manipulation of magnetic materials". Laser & Photon Rev. 1 (3): 275–287. Bibcode:2007LPRv....1..275K. doi:10.1002/lpor.200710022.

[1] Bloch, F. "Zur Theorie des Ferromagnetismus". Zeitschrift für Physik (in German). 61 (3–4): 206–219. Bibcode:1930ZPhy...61..206B. doi:10.1007/BF01339661. ISSN 0044-3328.

[1]