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Magnetismus im Festkörper

05/04/2010 - 15:53 von Robert Schmitt | Report spam
Hallo,


mich tàt mal interessieren ob man magnetische Feldverteilung innerhalb
eines FK, nehmen wir mal einen para- und ferromagnetischen ràumlich und
zeitlich messen kann?

Soweit ich das eruieren konnte scheinen NMR, ESR, FMR wohl die einzig
sinnvollen Methoden dafür zu sein.

NMR: magn. anisotropie eher störend, drum werden die FK dabei so schnell
rotiert, dass diese sich rausmittelt und man besser Spektroskopie
betreiben kann frei von Störquellen, mehr als die Zusammensetzung des FK
scheint man dmait nich messen zu können?

ESR,FMR: Unterschied ist mir nicht ganz klar, bzw. ESR wohl bei
paramagnetischen, FMR bei ferromag. Materialien. Mit FMR làsst sich wohl
die Feldverteilung innerhalb des FK ungefàhr messen, d.h. energetisch
niedrige und hohe Achsen des FK (easy & hard axis), allerdings bekommt
man nur nen Absorptionspeak bei einer Frequenz und ne charakt.
Linienbreite. Aus diesen beiden Grössen muss man wohl die ganze Physik
die sich zeitabhàngig abspielt ableiten oder es versuchen. Also versch.
Resonansfrequenzen bei Drehung der Probe wenn diese eine magn.
Anistropie aufweist.

Nimmt man polykristallines Eisen z.B. in Kugelform als Probe ist die
Resanonzfreqenz wohl isotrop, einkristallines Eisen in Kugelform, misst
man die Anisotropie des Kristallgitters, einkristallines Eisen in einer
Dünnschicht, kommt auch noch die Formanisotropie hinzu (ab wann tritt
die auf? micrometer, nanometer Abmessung der Probe in einer ràumlichen
Dimension).

Aber was heisst nun gleiche Resonanzfrequenz und versch. Linienbreite
z.B. in FMR bei versch. Winkeln der rf-Spule zum FK physikalisch? Bzw.
geht das überhaupt. Eine Anregung von Spins durch das rf-Signal ist ja
maximal wenn rf Feld senkrecht zu Richtung der lokalen Spins ist. Heisst
also, ein FK im Gleichgewicht hat prozentual bestimmte Teil von Spins in
eine Richtung, meist easy axis orientiert, geringeren Teil auch in
andere Richtung? In Büchern werden dann immer die Magneten aus kleinen
magn. Dipolen aufgebaut gezeigt die alle in eine Richtung schauen.

Wenn man in Richtung von der easy zur hard axis misst scheint sich in
erster Linie die Resonanzfrequenz bei FMR kontinuierlich zu àndern. Die
Linienbreite scheint bei manchen Proben in der Ebene konstant zu sein,
bei manchen folgt sie wohl den Schwankungen der Resonanzfrequenz
qualitativ. Darauf kann ich noch nicht so richtig einen Reim machen.

So ganz ist mir nicht klar inwieweit sich Linienbreite und Frequenz
gegenseitig bedingen und welche physik. Infos über den magn. FK man
hieraus gewinnen kann. In Büchern wird FMR meist auch nur beilàufig erwàhnt.


Trotzdem schon mal Danke falls jemand was erhellendes dazu beizutragen
hat :-)
 

Lesen sie die antworten

#1 THE MAN
06/04/2010 - 11:05 | Warnen spam
On 5 Apr., 15:53, Robert Schmitt wrote:
Hallo,

mich tàt mal interessieren ob man magnetische Feldverteilung innerhalb
eines FK, nehmen wir mal einen para- und ferromagnetischen ràumlich und
zeitlich messen kann?

Soweit ich das eruieren konnte scheinen NMR, ESR, FMR wohl die einzig
sinnvollen Methoden dafür zu sein.

NMR: magn. anisotropie eher störend, drum werden die FK dabei so schnell
rotiert, dass diese sich rausmittelt und man besser Spektroskopie
betreiben kann frei von Störquellen, mehr als die Zusammensetzung des FK
scheint man dmait nich messen zu können?

ESR,FMR: Unterschied ist mir nicht ganz klar, bzw. ESR wohl bei
paramagnetischen, FMR bei ferromag. Materialien. Mit FMR làsst sich wohl
die Feldverteilung innerhalb des FK ungefàhr messen, d.h. energetisch
niedrige und hohe Achsen des FK (easy & hard axis), allerdings bekommt
man nur nen Absorptionspeak bei einer Frequenz und ne charakt.
Linienbreite. Aus diesen beiden Grössen muss man wohl die ganze Physik
die sich zeitabhàngig abspielt ableiten oder es versuchen. Also versch.
Resonansfrequenzen bei Drehung der Probe wenn diese eine magn.
Anistropie aufweist.

Nimmt man polykristallines Eisen z.B. in Kugelform als Probe ist die
Resanonzfreqenz wohl isotrop, einkristallines Eisen in Kugelform, misst
man die Anisotropie des Kristallgitters, einkristallines Eisen in einer
Dünnschicht, kommt auch noch die Formanisotropie hinzu (ab wann tritt
die auf? micrometer, nanometer Abmessung der Probe in einer ràumlichen
Dimension).

Aber was heisst nun gleiche Resonanzfrequenz und versch. Linienbreite
z.B. in FMR bei versch. Winkeln der rf-Spule zum FK physikalisch? Bzw.
geht das überhaupt. Eine Anregung von Spins durch das rf-Signal ist ja
maximal wenn rf Feld senkrecht zu Richtung der lokalen Spins ist. Heisst
also, ein FK im Gleichgewicht hat prozentual bestimmte Teil von Spins in
eine Richtung, meist easy axis orientiert, geringeren Teil auch in
andere Richtung? In Büchern werden dann immer die Magneten aus kleinen
magn. Dipolen aufgebaut gezeigt die alle in eine Richtung schauen.

Wenn man in Richtung von der easy zur hard axis misst scheint sich in
erster Linie die Resonanzfrequenz bei FMR kontinuierlich zu àndern. Die
Linienbreite scheint bei manchen Proben in der Ebene konstant zu sein,
bei manchen folgt sie wohl den Schwankungen der Resonanzfrequenz
qualitativ. Darauf kann ich noch nicht so richtig einen Reim machen.

So ganz ist mir nicht klar inwieweit sich Linienbreite und Frequenz
gegenseitig bedingen und welche physik. Infos über den magn. FK man
hieraus gewinnen kann. In Büchern wird FMR meist auch nur beilàufig erwàhnt.

Trotzdem schon mal Danke falls jemand was erhellendes dazu beizutragen
hat :-)






Der Deutsche Klitzing hat um 1980 in Grenoble folgende Elektromagneten
ein - und ausgeschaltet :

Versuche zur Beobachtung des Quanten-Hall-Effektes werden
üblicherweise in einem einfachen Helium-Kryostaten bei 4,2 Kelvin
durchgeführt. Tiefere Temperaturen, die nur durch deutlich
aufwàndigere Kühltechnik möglich werden, sind meistens nicht nötig.
Eine Stickstoffkühlung reicht allerdings nicht aus, da hier die
mittlere freie Weglànge der Elektronen noch zu gering ist, die Messung
also durch Wechselwirkungen zu stark gestört wird.

Je nach Probe werden Magnetfelder von wenigen Tesla verwendet, was
ungefàhr dem Hunderttausendfachen der Erdmagnetfeldstàrke entspricht
(v. Klitzings Apparatur erzeugte allerdings B-Felder bis 40 Tesla).
Für diese sehr starken Magnetfelder wird meist ein Helmholtz-Spulen-
Paar aus supraleitendem Material verwendet, in dem typischerweise
Spulenstromstàrken zwischen 10 A und 100 A fließen. Der Strom durch
die Probe selbst liegt dagegen nur bei 0,1 bis 10 μA.


*************************** usw.



Dann hat er auch noch eine QM-Vektorgleichung " separiert " und den QM
- " Oszillator " erhalten.

Als Lohn bekam er die " Klitzing-Konstante " und den NP zugesprochen
( natürlich zufàlligerweise
genau in dem Jahr wo ich Vordiplom machen sollte ( ! ) ).

Ich sagte hier ja schon : Alles reine Hirn - und Phantasie-Gespinste,
aber du
kannst so immerhin deine Magnetfeldkenntnisse etwas auffrischen !

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