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第1章　导论和综述1

1.1 引言1

目录1

1.2　对磁场的有关观察3

1.2.1　一条载流导线的磁场3

1.2.2　圆筒线圈的磁场3

1.2.3　线圈中感生的电压4

1.3　磁场的定量描述4

1.3.1　基本关系式5

1.3.2　Maxwell方程6

1.4.1　环绕一条载流直导线的磁场10

1.4　磁性和电流10

1.4.2　电流环的磁矩11

1.4.3　原子磁矩的起源13

1.5　磁性的类型14

1.5.1　弱磁性15

1.5.2　铁磁性16

1.5.3　反铁磁性和亚铁磁性19

1.6　技术磁性材料19

1.6.1　B-H回线和磁畴19

1.6.3　硬磁材料21

1.6.2　软磁材料21

1.6.4　记录介质22

1.7　一般用途23

1.7.1　电感器和变压器23

1.7.2　屏蔽25

1.8　小结25

附录：Gauss和Stokes定理27

习题27

参考文献28

2.1　静磁效应的观察29

第2章　静磁学29

2.2　关于B和H的边界条件32

2.2.1　磁通量密度32

2.2.2　磁场强度33

2.3　去磁场和去磁因子36

2.4　磁化曲线42

2.5　静磁能和热力学45

2.6　分析静磁学49

2.6.1　静磁势能49

2.6.2　均匀磁化球51

2.6.3　周期性表面极所产生的磁场52

2.7　小结和实例54

附录：磁路55

习题58

参考文献59

第3章　磁性的经典和量子唯象学论61

3.1　轨道角动量和轨道磁矩61

3.2　经典反磁性63

3.3　经典顺磁性68

3.4　磁性和光谱72

3.5　量子力学和磁性75

3.5.1 自旋77

3.5.2　自旋-轨道相互作用81

3.5.3　Hund法则83

3.6　量子顺磁性和反磁性85

3.6.1　Paul顺磁性89

3.6.2　量子反磁性91

3.7　铁磁性92

3.7.1　低温磁化强度—自旋波95

3.7.2　Curie温度的测定97

3.8　小结99

附录：线运动和角运动100

习题101

参考书目103

参考文献103

第4章　原子和氧化物的量子力学、磁性和交换作用104

4.1　交换相互作用104

4.1.1　相互作用的电子105

4.1.2　Pauli不相容原理107

4.1.3　无相互作用的不可区分电子108

4.1.4　电子电子相互作用110

4.1.5　氢分子离子，H？111

4.1.6　Heisenberg　Hamilton函数114

4.2　分子场理论115

4.3　氧化物的磁性-超交换118

4.3.1　超交换119

4.3.2　铁氧化物120

4.3.3　尖晶石结构121

4.3.4　铁氧体磁矩123

4.3.5　位置优先性124

4.4　亚铁磁体磁化强度的温度相关性127

4.5　小结130

附录：量子力学和Schr？dinger方程的简单回顾130

4A.1　本征方程130

4A.2　测不准性和波包132

4A.3　Schr？dinger方程133

习题136

参考书目137

参考文献137

第5章 金属的量子力学、磁性和成键138

5.1　SLATER-PAULING曲线139

5.2　刚性能带模型146

5.3　虚拟束缚状态和分裂能带模型150

5.4　过渡金属的电子结构157

5.5　磁压161

5.6　间接交换168

5.7　小结171

习题172

参考书目173

参考文献173

第6章　磁各向异性175

6.1　观察175

6.2　各向异性唯象学179

6.2.1　单轴各向异性179

6.2.2　立方各向异性184

6.3.1　晶体场的对称性和自旋-轨道相互作用190

6.3　各向异性的物理来源190

6.3.2　成对相互作用模型192

6.3.3　晶体场分裂194

6.4　温度依赖关系199

6.5　各向异性的测量206

6.6　小结209

附录：对称性209

习题211

参考书目212

参考文献212

7.1　现象观察214

第7章　磁致弹性效应214

7.2　唯象学225

7.3　磁致弹性对各向异性的贡献231

7.4　磁机械耦合的△E效应和热力学236

7.5　对称性-不变量标记241

7.6　温度相关性244

7.7　测量技术249

7.8　小结254

附录7A：铁磁性形状记忆合金中的场致应变255

附录7B：弹性概述260

习题264

参考书目267

参考文献267

第8章　磁畴壁和磁畴270

8.1　引言270

8.1.1　相关能量密度270

8.1.2　180°畴壁—简单模型272

8.2　畴壁的微磁学275

8.3　畴壁上的静磁效应280

8.3.1 90°畴壁281

8.3.2 Néel畴壁283

8.3.3　轨枕畴壁287

8.3.4　超薄膜中的畴壁288

8.4　界面附近的畴壁—交换长度289

8.5　磁畴290

8.5.1　单轴畴壁间隔292

8.5.2　闭合磁畴295

8.6　细颗粒中的磁畴297

8.7　多晶材料中的磁畴301

8.8　小结302

习题303

参考文献304

参考书目304

第9章　磁化过程306

9.1　单轴磁化过程306

9.1.1　难轴磁化306

9.1.2　易轴磁化309

9.2　磁场对单轴易轴成任意取向311

9.2.1　Stoner-Wohlfarth问题311

9.2.2　卷曲引起的磁化变化314

9.2.3　自由磁畴壁316

9.2.4　趋近于饱和318

9.3　畴壁钉扎和矫顽力320

9.3.1　大的“模糊”缺陷321

9.3.2　良好定义缺陷的微磁性理论323

9.3.3　实例325

9.3.4　附加各向异性329

9.4　AC过程330

9.4.1　经典涡流损失331

9.4.2　一个单畴壁周围的涡流损失332

9.4.3　多畴壁337

9.5　微波磁化动力学和铁磁共振339

习题344

9.6　小结344

参考书目345

参考文献346

第10章　软磁材料348

10.1　铁和磁钢349

10.1.1　铁和硅钢349

10.1.2　铁硅铝磁合金354

10.2　铁-镍合金（坡莫合金）357

10.2.1　78％镍的坡莫合金357

10.2.3　零磁致伸缩组成361

10.2.2　其他坡莫合金361

10.3　铁-钴合金（Permendur）364

10.4　非晶态合金365

10.4.1　高磁感非晶态合金366

10.4.2　其他非晶态合金370

10.5　软磁铁氧体373

10.6　小结377

习题378

参考书目378

参考文献378

11.1　引言380

第11章　非晶态材料—磁性与无序380

11.2　结构和基础磁性382

11.2.1　原子结构382

11.2.2　磁矩与Curie温度383

11.2.3　磁各向异性和磁致伸缩388

11.3　磁畴和非晶合金的技术特性390

11.3.1　磁畴390

11.3.2　矫顽力390

11.4　磁性与短程有序391

11.4.1　短程有序的要素391

11.4.2　交换波动392

11.4.3　无序各向异性393

11.4.4　弥散磁矩结构397

11.4.5　感生各向异性399

11.5　电子结构401

11.5.1　d能带分裂和p-d键402

11.5.2　模型化磁矩变化406

11.5.3　电子传输408

11.6　应用410

11.6.1　配电变压器411

11.6.2　电子商品监视传感器412

11.7　小结413

附录：准晶体中的磁性415

参考书目417

参考文献418

第12章　小结构中的磁性—交换耦合和纳米晶423

12.1　述评425

12.1.1　单畴颗粒425

12.1.2　超顺磁性426

12.1.3　无序各向异性427

12.2.1　铁磁性-反铁磁性交换耦合428

12.2　交换耦合428

12.2.2　铁磁性-铁磁性耦合440

12.2.3　振荡交换耦合443

12.2.4　纳米结构材料中的无序各向异性444

12.3　纳米结构磁性材料446

12.3.1　磁性纳米结构的加工447

12.3.2　纳米晶合金举例447

12.4　小结456

习题456

参考文献457

13.1　引言459

第13章　硬磁材料459

13.2 吕臬古和铁铬钴磁体旋节线分解466

13.2.1　吕臬古466

13.2.2　Fe-Cr-Co473

13.3　六方铁氧体和其他氧化物磁体474

13.4　稀土-过渡金属间化合物480

13.4.1　钴／稀土磁体485

13.5　基于Fe14Nd2B1的稀土金属间化合物490

13.6　其他永磁体498

13.7　分析和小结499

参考文献501

习题501

第14章　磁场退火和方向有序503

14.1　引言503

14.2　磁场退火机制505

14.3　方向成对各向异性507

14.3.1　成对相互作用能—各向同性和各向异性507

14.3.2　磁场感生各向异性510

14.4　磁后效514

14.5　应力退火521

14.6　各向异性机制补述522

14.7　非晶态合金中的磁场感生各向异性523

14.8　微结构效应525

14.8.1　有关的能量527

14.8.2　粗化530

14.9　小结532

附录：有序-无序转变533

习题540

参考书目540

参考文献540

15.1　引言542

15.1.1　观察542

第15章　磁性材料中的电子输运542

15.2　电阻率545

15.2.1　过渡金属的双电流模型547

15.2.2　杂质548

15.2.3　温度依赖关系550

15.3　磁场电效应552

15.3.1　非磁性材料—正常Hall效应和磁致电阻552

15.3.2　铁磁性材料中的磁场电效应555

15.3.3　AMR机理564

15.4　巨磁致电阻569

15.4.1　GMR机理573

15.5.1　自旋阀580

15.5　应用580

15.5.2 自旋开关584

15.6　自旋隧道效应588

15.7　磁性氧化物和相转变—“非常”MR磁致电阻596

15.8　小结600

习题602

参考文献602

第16章　表面和薄膜的磁性606

16.1　表面处的电子结构607

16.2　表面晶格常数弛豫611

16.3　磁性薄膜中的应变613

16.4　介稳相615

16.5　次生电子自旋极化617

16.6　表面磁各向异性622

16.6.1　铁薄膜623

16.6.2　钴薄膜627

16.6.3　镍薄膜630

16.6.4　薄膜中的磁致弹性耦合633

16.7　薄膜中的磁畴635

16.7.1　带有极化分析的扫描电子显微技术（SEMPA）636

16.7.2　磁力显微技术（MFM）638

16.8.1　垂直于膜表面的磁化变化646

16.8　膜中的不均匀磁化646

16.8.2　有两个垂直各向异性表面的磁化构型649

16.8.3　膜平面内的磁化变化—脉动磁畴651

16.9　小结654

附录：基片上薄膜中的应力656

习题658

参考书目658

参考文献659

第17章　磁记录663

17.1 引言663

17.2　磁记录概述665

17.2.1　写入磁头666

17.2.2　记录介质669

17.2.3　读出磁头673

17.2.4　材料要求674

17.2.5　纵向VS．垂直记录674

17.3　颗粒记录介质676

17.3.1　γ-铁氧化物678

17.3.2　Co2+γ-Fe2O3679

17.3.3 CrO2680

17.3.4　金属颗粒681

17.3.5　钡铁氧体682

17.4　薄膜记录材料683

17.4.1　薄膜介质中的噪音683

17.4.2　纵向薄膜介质685

17.4.3　垂直介质688

17.5　记录头689

17.5.1　感应磁头689

17.5.2　磁致电阻磁头693

17.5.3　自旋阀读出磁头699

17.6.2　薄膜，高密度MRAM703

17.6.1　铁氧体环芯存储器703

17.6　磁性随机存取存储器703

17.7　记录的展望和基本限制707

17.7.1　基本限制707

17.7.2　模板介质709

17.8　小结710

习题711

参考书目712

参考文献712

附录A　常数表714

附录B　换算因子和有用的关系式715