매그논

매그논은 결정 격자에서 전자의 스핀 구조의 집단 들뜸인 준입자입니다.양자역학의 등가파 그림에서 매그논은 양자화된 스핀파로 볼 수 있다.매그논은 일정한 양의 에너지와 격자 운동량을 운반하며 스핀-1이며, 이는 그들이 보손 거동에 복종한다는 것을 나타냅니다.

간단한 이력

매그논의 개념은 1930년 펠릭스 블로흐에^[1] 의해 강자석에서의 자연 자화의 감소를 설명하기 위해 도입되었다.절대 제로 온도(0 K)에서 하이젠베르크 강자석은 모든 원자가 같은 방향을 가리키는 최저 에너지 상태(이른바 지면 상태)에 도달합니다.온도가 상승함에 따라 점점 더 많은 스핀이 얼라인먼트에서 랜덤하게 이탈하여 내부 에너지가 증가하고 순 자화가 감소합니다.제로 온도의 완전 자화 상태를 강자석의 진공 상태로 본다면 스핀이 몇 개 어긋난 저온 상태를 준입자의 기체로 볼 수 있다.각 매그논은 자화 방향에 따른 총 스핀을 $\displaystyle\hbar($ 플랑크 상수 감소) 단위, δ $\displaystyle\gamma\hbar$ (\displaystyle $\gamma$ $\gamma \hbar$ 단위로 감소시킵니다. 여기서 $\gamma$ \ $displaystyle$ \gamma\hbar }는 $\gamma$ 자력비입니다.이는 자발 자화의 온도 의존성에 대한 블로흐의 법칙으로 이어집니다.

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

$T_{c}$ 서 T c $T_{c}$ { $displaystyle T$ _ { $c$ }는 $T_{c}$ (재료에 따라) 임계 온도이며, $M_{0}$ 0 { $displaystyle M_{$ 0}은 $M_{0}$ 자연 자화의 크기이다.

매그논의 양적 이론, 양자화된 스핀파는 시어도어 홀스타인과 헨리 프리마코프에 의해,^[2] 그리고 프리먼 다이슨이 ^[3]더 발전했습니다.두 번째 양자화 형식주의를 사용하여 목동이 보스-아인슈타인 통계(보손)에 따르는 약하게 상호작용하는 준입자처럼 행동한다는 것을 보여주었다.포괄적인 치료법은 찰스 키텔의^[4] 솔리드 스테이트 교과서나 반 크랜던크와 반 브렉의 ^[5]초기 리뷰 기사에서 찾을 수 있다.

1957년 버트람 ^[6]브록하우스는 페라이트 내 비탄성 중성자 산란에 의한 마그논의 직접 실험 검출을 달성했다.그 이후로 마그논은 강자석, 페리마그네틱, 반강자석에서 검출되었다.

목성이 보스-아인슈타인 통계를 따른다는 사실은 1960년대부터 1980년대 사이에 수행된 빛 산란 실험을 통해 확인되었다.고전 이론은 스토크선과 반스토크선의 강도를 동일하게 예측한다.단, 매그논 에너지가 열에너지와 같거나 작거나 $\hbar \omega <k_{B}T$ < $\hbar \omega <k_{B}T$ $\hbar \omega <k_{B}T$ \ $display$ style \ $hbar \$ obega < $k_{B}$ 인 경우 산란에서 확인되었습니다. $T$ 그러면 보스-아인슈타인 통계에서와 같이 스토크스 선이 더 강렬해진다.마그논의 보스-아인슈타인 응축은 니쿠니 ^[7]등에 의해 저온에서는 반강자석, 상온에서는 ^[8]데모크리토프 등에 의해 페리마그넷에서 입증되었다.2015년 우치다 등은 표면 플라즈몬 ^[9]공명에 의한 스핀 전류 발생을 보고했다.

파라마뇽

파라마그논은 고온 무질서(패러매그네틱) 단계에 있는 자성 재료의 마그논입니다.충분히 낮은 온도에서는 강자성 또는 반강자성 화합물의 국소 원자 자기 모멘트(스핀)가 정렬됩니다.자연 방향 주변의 모멘트의 작은 진동은 파동(마그논)으로 전파됩니다.임계 온도보다 높은 온도에서는 장거리 순서는 손실되지만 스핀은 여전히 패치 단위로 국소적으로 정렬되므로 스핀파가 단거리로 전파될 수 있습니다.이러한 파장은 파라마뇽으로 알려져 있으며, (탄도나 장거리 대신) 확산성 수송을 거칩니다.

이 개념은 Berk and Schrieffer^[10], Doniach and Engelsberg에 ^[11]의해 초전도 금속의 임계 온도를 낮추는 일부 금속의 전자 간 추가적인 반발에 대해 설명하기 위해 처음 제안되었습니다.

특성.

매그논의 거동은 다양한 산란 기술로 연구할 수 있다.매그논은 화학적인 잠재력이 없는 보스 가스처럼 행동한다.마이크로파 펌핑은 스핀파를 자극하고 음소로 열화하는 추가적인 비평형 마그논을 생성하기 위해 사용될 수 있습니다.임계밀도에서는 단색 마이크로파의 방출로 보이는 응축수가 형성된다.이 마이크로파 소스는 적용된 자기장과 함께 조정될 수 있습니다.

「」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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추가 정보

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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. Archived from the original on 2013-01-05.

[1] Bloch, F. (1930). "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. S2CID 120459635.

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[4] C. Kittel, 솔리드 스테이트 물리 입문, 제7판 (Wiley, 1995년)ISBN 0-471-11181-3

[5] Kranendonk, J. Van; Vleck, J. H. Van (1958). "Spin Waves". Rev. Mod. Phys. 30 (1): 1–23. Bibcode:1958RvMP...30....1V. doi:10.1103/RevModPhys.30.1.

[6] Brockhouse, B. N. (1957). "Scattering of Neutrons by Spin Waves in Magnetite". Phys. Rev. 106 (5): 859–864. Bibcode:1957PhRv..106..859B. doi:10.1103/PhysRev.106.859.

[7] Nikuni, T.; Oshikawa, M.; Oosawa, A.; Tanaka, H. (1999). "Bose-Einstein Condensation of Dilute Magnons in TlCuCl₃". Phys. Rev. Lett. 84 (25): 5868–5871. arXiv:cond-mat/9908118. Bibcode:2000PhRvL..84.5868N. doi:10.1103/PhysRevLett.84.5868. PMID 10991075. S2CID 1500529.

[8] Demokritov, S. O.; Demidov, V. E.; Dzyapko, O.; Melkov, G. A.; Serga, A. A.; Hillebrands, B.; Slavin, A. N. (28 September 2006). "Bose–Einstein condensation of quasi-equilibrium magnons at room temperature under pumping". Nature. 443 (7110): 430–433. Bibcode:2006Natur.443..430D. doi:10.1038/nature05117. PMID 17006509. S2CID 4421089.

[9] Uchida, K.; Adachi, H.; Kikuchi, D.; Ito, S.; Qiu, Z.; Maekawa, S.; Saitoh, E. (January 8, 2015). "Generation of spin currents by surface plasmon resonance". Nature Communications. 6: 5910. arXiv:1308.3532. Bibcode:2015NatCo...6.5910U. doi:10.1038/ncomms6910. PMC 4354158. PMID 25569821.

[10] Berk, N. F. (1966-01-01). "Effect of Ferromagnetic Spin Correlations on Superconductivity". Physical Review Letters. 17 (8): 433–435. Bibcode:1966PhRvL..17..433B. doi:10.1103/PhysRevLett.17.433.

[11] Doniach, S. (1966-01-01). "Low-Temperature Properties of Nearly Ferromagnetic Fermi Liquids". Physical Review Letters. 17 (14): 750–753. Bibcode:1966PhRvL..17..750D. doi:10.1103/PhysRevLett.17.750.

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