铁磁共振姓名：陈才学号：PB04210489日期：2006-5-7试验目的：学习用传输式谐振腔法研究铁磁共振现象，测量YIG小球（多晶）的共振线宽和g因子。试验原理：铁磁共振一般是在微波频率下进行（波长为3cm左右）。将铁磁物质置于微波磁场中，它的微波磁感应轻度Bm可表示为B0mμijHm（1）μ0为真空中的磁导率，μij称为张量磁导率。μij=10000jkjk（2）μ、k称为张量磁导率的元素'''j（3）'''jkkk（4）当外加稳恒磁场B时，μ、k的实部和虚部随B的变化曲线如图2.3.2-1。μ’、k’在/0rB处数值和符号都剧烈变化，称为色散。μ’’、k’’在/0rB处达到极大值，称为共振吸收，此现象即为铁磁共振。这里ω0为微波磁场的角频率，γ为铁磁物质的旋磁比。μ’’决定铁磁物质磁能的损耗，当/00BB时，磁损耗最大，常用共振吸收线宽B来描述铁磁物质的磁损耗大小。B的定义如图2.3.2-2，它是μ’’/2处对应的磁场间隔，即半高宽度，它是磁性材料性能的一个重要参数。研究它，对于研究铁磁共振的机理和磁性材料的性能有重要意义。铁磁共振的宏观唯象理论的解释是，认为铁磁性物质总磁矩M在稳恒磁场B的作用下，绕B进行，进动角频率B，由于内部存在阻尼作用，M的进动角会逐渐减小，逐渐趋于平衡方向，即B的方向而被磁化。当进动频率等于外加微波磁场Hm的角频率ω0时，M吸收微波磁场能量，用以克服阻尼并维持进动，此时即发生铁磁共振。铁磁物质在处呈现共振吸收，只适合于球状样品和磁晶各向异性较小的样品。对于非球状样品，铁磁物质在稳恒磁场和微波磁场的作用下磁化，相应的会在内部产生所谓退磁场，从而使共振点发生位移，只有球状样品，退磁场对共振点没有影响。另外，铁磁物质在磁场中被磁化的难易程度随方向而异，这种现象称为磁晶各向异性，它等效于一个内部磁场也会使共振点发生位移，对于单晶样品，实验时，要先作晶轴定向，使易磁化方向转向稳恒磁场方向。对于多晶样品，由于磁晶各向异性比较小，对共振点影响很小。铁磁共振实验通常采用谐振腔法，该法灵敏度较高，但测量的频率较窄。如下图：微波由发生器产生经隔离器，由定向耦合器分为两路，一路经晶体检波器，由微安计监视繁盛期的输出功率；另一路经隔离器进入带样品的谐振腔，当磁场变化时，谐振腔的输出功率发生变化，经精密衰减器控制进入晶体检波器，由微安计指示共振情况实验设备：微波发生器，隔离器，定向耦合器，...
