phymath999: 自旋波理论是1930年由布洛赫首先提出的。设想有一铁磁自旋系统，单位体积内有N个原子呈规则排列，每个原子自旋S=1/2。在温度为0K时，铁磁系统处于基态，由于原子之间存在交换作用，所有自旋平行排列，指向为正向。

Monday, August 10, 2015

自旋波理论是1930年由布洛赫首先提出的。设想有一铁磁自旋系统，单位体积内有N个原子呈规则排列，每个原子自旋S=1/2。在温度为0K时，铁磁系统处于基态，由于原子之间存在交换作用，所有自旋平行排列，指向为正向。

自旋波理论是1930年由布洛赫首先提出的。设想有一铁磁自旋系统，单位体积内有N个原子呈规则排列，每个原子自旋S=1/2。在温度为0K时，铁磁系统处于基态，由于原子之间存在交换作用，所有自旋平行排列，指向为正向。总的磁化强度M0=NμB（μB为玻尔磁子）。当温度稍有上升，由于热扰动的影响，使得系统中有一自旋翻转，指向反向，则因为相邻自旋之间的交换作用，这一反向自旋将使最邻近的自旋也有翻转的趋势。待邻近自旋反向后，这一原先反向的自旋又回到正向取向，由此类推，意味着一个反向自旋实际上不可能停留在系统的格点上不动，而是形成了反向自旋在晶体中的传播，称为自旋波。随着温度继续升高，有更多的自旋被反向，饱和磁化强度的下降可看成是更多的反向自旋波被激发。显然，自旋反向是等概率地分布在系统包含的所有格点上，而每个格点自旋的翻转概率仅为单个反向自旋的1/N，因此，激发自旋波的能量远低于单个反向自旋的能量。在低温下，热运动能量很小，单个自旋翻转的概率也小，但是照样可以激发自旋波。自旋波理论指出，对于长波近似，自旋波的色散关系为ωk=Dk2（D是自旋波的劲度系数，ωk是波矢为k的自旋波的圆频率），同时，低温下的各个自旋波可以看成是独立的，总能量等于所有自旋波的能量之和。理论预言低温下铁磁体的自发磁化强度与温度T的关系服从T3/2律，即Ms=M0(1-CT3/2)，这里的C为常数，这一温度依赖性已为磁性过渡金属低温磁性的实验研究所证实。

根据量子力学，波的最小能量量子为（，h为普朗克常数）。对于自旋波而言，一个自旋翻转后，系统的能量由于反向自旋和最近邻自旋间的交换作用能的增大而增大。因此，每多翻转一个自旋，最小的能量增量就等于。另外，波矢为k的自旋波还具有准动量hk。这就是说，自旋波的能量和动量都是不连续变化的，表现出一种量子的特性。所以，自旋波的行为除了具有波动性外，还具有粒子性。正因为这样，自旋波又叫做磁振子或磁激子

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自旋波理论是1930年由布洛赫首先提出的。设想有一铁磁自旋系统，单位体积内有N个原子呈规则排列，每个原子自旋S=1/2。在温度为0K时，铁磁系统处于基态，由于原子之间存在交换作用，所有自旋平行排列，指向为正向。

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