磁性材料基础与应用

第1篇基础知识
第1章静磁学概论    002
1.1磁场    002
1.1.1磁极    002
1.1.2磁通量    004
1.1.3电流磁场    005
1.1.4安培环路定理    005
1.1.5毕奥-萨伐尔（Biot-Savart）定律    005
1.1.6直流导线磁场    006
1.2磁矩    007
1.2.1磁偶极子    007
1.3定义    008
习题    009
延伸阅读    009

第2章磁化强度与磁性材料    010
2.1磁感应强度和磁化强度    010
2.2磁通密度    011
2.3磁化率和磁导率    012
2.4磁滞回线    013
2.5定义    014
2.6单位和换算    014
习题    015
思考    015
延伸阅读    016

第3章原子的磁性起源    017
3.1自由原子的薛定谔方程（Schrdinger equation）的解    017
3.1.1量子数的含义    019
3.2正常塞曼效应（normal Zeeman effect）    021
3.3电子自旋    022
3.4多电子原子体系    023
3.4.1泡利不相容原理（Pauli exclusion principle）    024
3.5自旋-轨道耦合    024
3.5.1拉塞尔-桑德斯耦合（Russell-Saunders coupling）    024
3.5.2洪特规则（Hund's rules）    026
3.5.3jj耦合    026
3.5.4反常塞曼效应    027
习题    028
延伸阅读    028

第4章抗磁性    029
4.1观察抗磁效应    029
4.2抗磁磁化率    030
4.3抗磁性物质    032
4.4抗磁性材料的用途    032
4.5超导现象    032
4.5.1迈斯纳效应（Meissner effect）    033
4.5.2临界磁场    033
4.5.3超导体的分类    034
4.5.4超导材料    034
4.5.5超导体的应用    035
习题    035
延伸阅读    035

第5章顺磁性    036
5.1朗之万顺磁性理论    037
5.2居里-外斯定律（Curie-Weiss law）    039
5.3轨道角动量冻结    040
5.4泡利顺磁性    041
5.4.1固体能带理论    042
5.4.2自由电子理论    043
5.4.3泡利顺磁体的磁化率    045
5.5氧的顺磁性    046
5.6顺磁体的应用    047
习题    047
思考    048
延伸阅读    048

第6章铁磁材料中的相互作用    049
6.1外斯分子场理论    049
6.1.1自发磁化    050
6.1.2温度对磁化强度的影响    050
6.2外斯分子场的起源    052
6.2.1He原子的量子力学    052
6.3铁磁性集体电子理论    054
6.3.1斯莱特-鲍林曲线（Slater-Pauling curve）    056
6.4小结    057
习题    057
延伸阅读    058

第7章磁畴    059
7.1磁畴观测    059
7.2磁畴起源    060
7.2.1静磁能    061
7.2.2磁晶各向异性能    061
7.2.3磁致伸缩能    062
7.3畴壁    063
7.4磁化和磁滞    064
习题    068
延伸阅读    069

第8章反铁磁性    070
8.1中子衍射    071
8.2外斯反铁磁理论    073
8.2.1TN温度以上的磁化率    074
8.2.2在TN温度的外斯定律    074
8.2.3TN温度以下的自发磁化    075
8.2.4TN温度以下的磁化率    075
8.3负分子场的产生    077
8.4反铁磁体的应用    080
习题    080
思考    081
延伸阅读    081

第9章亚铁磁性    082
9.1亚铁磁性的外斯理论    083
9.1.1TC温度以上的外斯理论    084
9.1.2TC温度以下的外斯理论    085
9.2铁氧体    087
9.2.1立方晶系铁氧体    087
9.2.2六角晶系铁氧体    089
9.3石榴石    090
9.4半金属反铁磁体    090
习题    091

第10章基础知识概要    093
10.1磁序类型回顾    093
10.2决定磁序类型的物理机制回顾    094

第2篇磁现象
第11章各向异性    098
11.1磁晶各向异性    098
11.1.1磁晶各向异性的起源    099
11.1.2磁晶各向异性的对称性    099
11.2形状各向异性    100
11.2.1退磁场    100
11.3感生磁各向异性    101
11.3.1磁场退火    102
11.3.2轧制各向异性    102
11.3.3感生磁各向异性的机理    102
11.3.4产生感生磁各向异性的其他
方法    103
习题    103

第12章纳米颗粒和薄膜    104
12.1小尺寸粒子的磁性    104
12.1.1单畴颗粒的实验证据    105
12.1.2磁化机制    105
12.1.3超顺磁性    106
12.2薄膜的磁性    108
12.2.1结构    109
12.2.2界面    109
12.2.3各向异性    109
12.2.4多薄才算薄？    110
12.2.5二维极限    110
延伸阅读    110

第13章磁电阻    111
13.1常规金属中的磁电阻    111
13.2铁磁性金属中的磁电阻    112
13.2.1各向异性磁电阻    112
13.2.2自发磁化引起的磁电阻    113
13.2.3巨磁电阻    113
13.3庞磁电阻    117
13.3.1超交换和双交换    118
习题    120
延伸阅读    120

第14章交换偏置    121
14.1简易机制中存在的问题    122
14.1.1交换偏置的研究进展    123
14.2技术应用中的交换各向异性    124
延伸阅读    124

第3篇器件应用与新材料
第15章磁数据存储    126
15.1简介    126
15.2磁性介质    129
15.2.1磁介质中使用的材料    129
15.2.2磁盘的其他组件    130
15.3写入磁头    131
15.4读取磁头    131
15.5磁数据存储的未来    133
延伸阅读    134

第16章磁光学和磁光记录    135
16.1磁光学基础    135
16.1.1克尔效应    135
16.1.2法拉第效应    136
16.1.3磁光效应的物理起源    136
16.2磁光记录    138
16.2.1其他类型的光存储以及磁光记录的未来    140
延伸阅读/ 140

第17章磁性半导体和磁性绝缘体    141
17.1磁性半导体和磁性绝缘体中的交换相互作用    142
17.1.1直接交换和超交换    142
17.1.2载流子介导交换    143
17.1.3束缚磁极化子模型    143
17.2Ⅱ-Ⅵ族稀磁半导体——（Zn,Mn）Se    144
17.2.1增强塞曼分裂    144
17.2.2持续自旋相干    144
17.2.3自旋极化输运    145
17.2.4其他体系结构    146
17.3Ⅲ-Ⅴ族稀磁半导体——（Ga,Mn）As    146
17.3.1稀土-Ⅴ族化合物-ErAs    148
17.4氧化物基稀磁半导体    149
17.5铁磁绝缘体    150
17.5.1晶体场和Jahn-Teller效应    150
17.5.2YTiO3和SeCuO3    152
17.5.3BiMnO3    152
17.5.4氧化铕    153
17.5.5双钙钛矿    154
17.6总结    154
延伸阅读    154

第18章多铁材料    155
18.1铁磁性与其他类型铁性有序的比较    155
18.1.1铁电体    155
18.1.2铁弹性体    157
18.1.3铁涡体    157
18.2磁性和铁电性相结合的多铁材料    158
18.2.1磁性和铁电性之间的冲突    159
18.2.2磁性和铁电性相结合的途径    160
18.2.3磁电效应    161
18.3总结    163
延伸阅读/ 163

后记    164

习题答案    165

参考文献    188