Магнитная термометрия
Магни'тная термоме'трия, метод измерения температур, применяемый в основном ниже 1 К. В М. т. термометрическим свойством служит магнитная восприимчивость c парамагнетика. Для М. т. подбирают парамагнетики, у которых c простейшим образом зависит от температуры: c = С / Т (см. Кюри закон ). По измеренному в слабом внешнем магнитном поле значению c и известной для данного парамагнетика постоянной Кюри C может быть определена так называемая магнитная температура Т*. В области температур, в которой выполняется закон Кюри, Т* совпадает с термодинамической температурой Т. При понижении температуры закон Кюри перестаёт быть точным и Т* может заметно отличаться от Т. Практически магнитную температуру переводят в термодинамическую по таблицам и кривым, составленным на основании тщательных исследований зависимости восприимчивости c парамагнитных солей от температуры (см. Магнитное охлаждение ).
Лит.: Физика низких температур, перевод с английского, под общей редакцией А. И. Шальникова, М., 1959, гл. 7; Мендельсон К., На пути к абсолютному нулю, перевод с английского, М., 1971.
Магнитная тонкая плёнка
Магни'тная то'нкая плёнка, поли- или монокристаллический слой ферромагнитного металла, сплава или магнитного окисла (феррита и др.) толщиной от 0,01 до 10 мкм. М. т. п. находит применение в качестве запоминающих элементов в вычислительной технике (см. Запоминающее устройство ) и индикаторов при физических исследованиях. Металлические плёнки получают вакуумным напылением или электролитическим осаждением металла на подложку (сплошным слоем пли отдельными «пятнами»), окисные — с помощью химических реакций и другими методами. Толщины М. т. п. сравнимы с равновесными размерами магнитных доменов . Малая толщина магнитных плёнок препятствует возникновению в них при перемагничивании значительных токов индукции (вихревых токов ). Перечисленные и другие особенности М. т. п. приводят к отличию их физических свойств от свойств массивных образцов магнитных материалов.
У металлических М. т. п. толщиной ~ 0,1 мкм намагниченность однородна по толщине и ориентируется в их плоскости.
Изготовленные в магнитном поле, такие плёнки обладают значительной магнитной анизотропией , осью лёгкого намагничивания , направленной вдоль поля, и прямоугольной петлей гистерезиса .
Значение коэрцитивной силы Нс (порогового поля перемагничивания) у плёнок из пермаллоя (80—82% Ni, остальное Fe) толщиной 0,1—10 мкм составляет 0,2—2 а/см.
Важным свойством М. т. п., применяемых в вычислительной технике, является быстрота их перемагничивания. Пермаллоевые М. г. п. способны в импульсных полях ~ 10 а/см перемагничиваться за 10-9сек (быстрее других магнитных материалов), скорость перемагничивания здесь уже частично ограничена инерционными свойствами элементарных носителей магнитного момента (спинов ).
У М. т. п. обнаружены особенности в ферромагнитном резонансе и в гальваномагнитных свойствах; при перемагничивании М. т. п. за 10-9сек в ней возникает инверсия населённостей магнитных ядерных уровней и возможен мазерный эффект (см. Мазер ).
У металлических М. т. п. толщиной ~ 10 мкм получено особое периодическое распределение намагниченности с частичным её выходом из плоскости плёнки — полосовая доменная структура. Поле, необходимое для её перестройки, составляет у пермаллоевых плёнок 10—100 а/см и уменьшается при нагреве, в частности, световым лучом. М. т. п. из сплава Mn — Bi намагничиваются по нормали к поверхности, диаметр независимо намагничиваемых участков может быть снижен до 1 мкм. Плёнки и более толстые слои окислов редкоземельных металлов прозрачны для видимого света, что важно для изучения процессов их намагничивания и технических применений.
На М. т. п. осуществляются запоминающие и логические устройства, основанные на управлении поворотом намагниченности отдельных плёночных элементов или участков плёнки, на смещении доменных границ, изменении параметров полосовой доменной структуры и т.д. Запись информации и её неразрушающее считывание возможны как посредством подаваемых по проводникам электрических сигналов, так и световым лучом. В распространённых запоминающих устройствах матричного типа используется наличие у М. т. п. с прямоугольной петлей гистерезиса двух устойчивых антипараллельных направлений намагниченности, соответствующих записи «0» и «1» в двоичной системе счисления (1 бит информации). Установленное записывающим сигналом направление намагниченности определяет полярность сигнала при считывании и, следовательно, характер записанной информации («0» или «1»). В таких устройствах наряду с одно- и многослойными плоскими пермаллоевыми М. т. п. применяются цилиндрические, наносимые непосредственно на провода. Плотность записи информации достигает 100 бит/мм2 . Низкокоэрцитивные М. т. п. применяются также в сочетании со слоями редкоземельных магнитных окислов, ферритов-гранатов и др., толщиной до 100 мкм, в которых могут быть созданы цилиндрические домены с намагниченностью, нормальной к поверхности слоя. На 1 мм2 такой плёнки может расположиться до 600 доменов, что перспективно для дальнейшей миниатюризации и увеличения быстродействия вычислительных машин. Плёнки с полосовой доменной структурой используются для оптической записи изображений, в частности голографической (см. Голография ).
Лит.: Суху Р., Магнитные тонкие пленки, перевод с английского, М., 1967; Бардиж В. В., Магнитные элементы цифровых вычислительных машин, М., 1967; Физика магнитных плёнок, Иркутск, 1968; Колотов О. С., Погожев В. А., Телеснин Р. В., Методы и аппаратура для исследования импульсных свойств тонких магнитных пленок, М., 1970; Фотографирование на магнитные плёнки, М., 1971; «Известия АН СССР, Серия физика», 1972, т. 36, № 7; Крайзмер Л. П., Быстродействующие ферромагнитные запоминающие устройства, М. — Л., 1964; «Institute of Electrical Electronics Engineers. Transactions on Magnet», 1965—72, v. 1—8.
К. М. Поливанов, А. Л. Фрумкин.
Магнитная цепь
Магни'тная цепь, последовательность магнетиков , по которым проходит магнитный поток. Понятием М. ц. широко пользуются при расчётах электрических машин, трансформаторов, постоянных магнитов, электромагнитов, реле, магнитных усилителей, электроизмерительных и других приборов. В технике распространены как М. ц., в которых магнитный поток практически полностью проходит в ферромагнитных телах (замкнутые М. ц.), так и М. ц., включающие помимо ферромагнетиков, диамагнитные среды (например, воздушные зазоры). Если магнитный поток возбуждается в М. ц. постоянными магнитами, то такую цепь называют поляризованной. М. ц. без постоянных магнитов называют нейтральной, магнитный поток в ней возбуждается током, протекающим в обмотках, охватывающих часть или всю М. ц. В зависимости от характера тока возбуждения различают М. ц. постоянного, переменного и импульсного магнитных потоков. Вследствие полной формальной аналогии электрических и магнитных цепей к ним применим общий математический аппарат. Например, для М. ц. аналогом Ома закона служит формула F = Ф · Rm , где Ф — магнитный поток , Rm —магнитное сопротивление , F —магнитодвижущая сила . К М. ц. применимы Кирхгофа правила и т.д. Существует, однако, и принципиальное различие между М. ц. и электрической цепью: в М. ц. с неизменным во времени потоком Ф не выделяется Джоулево тепло (см. Джоуля — Ленца закон ), то есть нет рассеяния электромагнитной энергии.