阿罗特图

凝聚态物理学中,阿罗特图是物质的磁化强度 M 2 {displaystyle M{2}} 的平方与外加磁场与磁化强度 H / M { displaystyle H/M} 在一个(或多个)固定温度下。 阿罗特图是一种确定材料中是否存在铁磁有序的简单方法。 它们以美国物理学家 Anthony Arrott 的名字命名,他于 1957 年将它们作为一种研究磁学的技术引入。

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根据应用于磁性平均场图的 Landau 理论,接近相变的铁磁材料的自由能可写为:

F ( M ) = − H M + a T − T c T c M 2 + b M 4 + … {displaystyle F(M)=-HM+a{frac {T-T_{c}}{T_ {c}}}M{2}+bM{4}+ldots }

其中 M {displaystyle M} ,磁化强度,是有序参数, H {displaystyle H} 是施加的磁场, T c {displaystyle T_{c}} 是临界温度,而 a , b {displaystyle a,b} 是材料常数。

接近相变,这给出了磁化顺序参数的关系:

M 2 = 1 4 b H M − a 2 b ϵ {displaystyle M{2}={frac {1}{4b}}{frac {H}{M}}-{frac {a }{2b}}epsilon }

其中 ε = T − T c T c {displaystyle epsilon ={frac {T-T_{c}}{T_{c}}}} 是温度的无量纲量度。

因此,在针对不同温度绘制 M 2 {displaystyle M{2}} 与 H / M {displaystyle H/M} 的图表中,没有截距的线对应于临界温度下的相关性。 因此,除了为铁磁相的存在提供证据外,阿罗特图还可以用来确定相变的临界温度。

过渡顺序

磁相变可以是一阶或二阶。 过渡的性质可以根据磁等温线的斜率从阿罗特图中推断出来。 如果线都是正斜率,则相变为二阶,而如果有负斜率线,则相变为一阶。 这种情况称为 Banerjee 标准。

Banerjee 准则对于评估非均匀铁磁体并不总是准确的,因为即使跃迁是一阶的,斜率也可能都是正的。

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