色環(huán)電感之鐵磁材料為什么會絕緣

冷卻后的鐵磁材料為什么會絕緣呢?是怎么一回事?鐵磁材料冷卻成絕緣，確實很罕見。這并非小編胡說，因為這是有依據(jù)的。理化研究所的科學(xué)家與印度、德國和日本的合作者在進(jìn)行一項研究的過程中，發(fā)現(xiàn)一種鐵磁材料在溫度下降到95開爾文以下的時候，竟然變成絕緣材。科學(xué)家們也發(fā)現(xiàn)，從磁性變?yōu)榻^緣基態(tài)，跟原子的價態(tài)有關(guān)。具體詳情請看以下：

鐵和鎳等典型鐵磁體的性能已被廣泛研究，并被充分的認(rèn)識。然而，極少數(shù)磁性材料卻表現(xiàn)出難以解釋的復(fù)雜行為。

在這些復(fù)雜材料的一個實驗和理論研究中，理化研究所的科學(xué)家與印度、德國和日本的合作者揭示了，電子與結(jié)構(gòu)效應(yīng)的相互作用如何產(chǎn)生磁性和電性能。

鐵磁體具有磁區(qū)或磁疇，所有磁自旋都在那里以同一方向排列。磁自旋的排序跟晶體結(jié)構(gòu)上原子的排列有關(guān)。它也取決于磁性原子，即每個原子中zui外層的電子數(shù)。該參數(shù)通常不會因為溫度函數(shù)的改變而改變整個鐵磁性。

K2Cr8O16是其中一個例外，它是錄音帶所用的磁性化合物CrO2的近親。當(dāng)溫度下降到95開爾文以下的時候，K2Cr8O16從導(dǎo)電性變成絕緣化，但它卻仍然是鐵磁。“從鐵磁金屬轉(zhuǎn)化到鐵磁絕緣基態(tài)是相當(dāng)罕見的，只有少數(shù)著名的例子，” 主導(dǎo)這項研究的RIKEN Spring-8中心的Ashish Chainani解釋道。

K2Cr8O16這個令人吃驚的特性已被鏈接到其晶體結(jié)構(gòu)，該機構(gòu)是由鉻原子和氧原子組成的八面體形成。決定磁特性的鉻原子存在于+3和+4價態(tài)的混合物中。

通過光譜測量，研究人員跟蹤那些從導(dǎo)體過渡到絕緣材料的價態(tài)。他們發(fā)現(xiàn)當(dāng)溫度下降到95開氏度以下的時候，+ 3 和+ 4價態(tài)會發(fā)生改變。

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