磁性材料基礎與應用（原著第2版）

《磁性材料基礎與應用》包括三個部分：第一部分介紹基本磁學量、磁學理論、磁性起源和幾種基本磁性;第二部分介紹常見的磁現象，包括磁各向異性、磁電阻、交換偏置以及低維材料的磁現象；第三部分介紹磁性器件的應用與新材料，包括磁存儲、磁光記錄、磁性半導體、磁性絕緣體和多鐵材料。

《磁性材料基礎與應用》配有課後作業、習題答案以及詳細的參考文獻。本書既可用作高校磁學與磁性材料相關專業的本科生及研究生的教學用書，也可用作磁性材料生產和研發相關工程技術人員的參考書。

第1篇基礎知識
第1章靜磁學概論 002
1．1磁場 002
1．1．1磁極 002
1．1．2磁通量 004
1．1．3電流磁場 005
1．1．4安培環路定理 005
1．1．5畢奧-薩伐爾（Biot-Savart）定律 005
1．1．6直流導線磁場 006
1．2磁矩 007
1．2．1磁偶極子 007
1．3定義 008
習題 009
延伸閱讀 009

第2章磁化強度與磁性材料 010
2．1磁感應強度和磁化強度 010
2．2磁通密度 011
2．3磁化率和磁導率 012
2．4磁滯回線 013
2．5定義 014
2．6單位和換算 014
習題 015
思考 015
延伸閱讀 016

第3章原子的磁性起源 017
3．1自由原子的薛定諤方程（Schrdinger equation）的解 017
3．1．1量子數的含義 019
3．2正常塞曼效應（normal Zeeman effect） 021
3．3電子自旋 022
3．4多電子原子體系 023
3．4．1泡利不相容原理（Pauli exclusion principle） 024
3．5自旋-軌道耦合 024
3．5．1拉塞爾-桑德斯耦合（Russell-Saunders coupling） 024
3．5．2洪特規則（Hund's rules） 026
3．5．3jj耦合 026
3．5．4反常塞曼效應 027
習題 028
延伸閱讀 028

第4章抗磁性 029
4．1觀察抗磁效應 029
4．2抗磁磁化率 030
4．3抗磁性物質 032
4．4抗磁性材料的用途 032
4．5超導現象 032
4．5．1邁斯納效應（Meissner effect） 033
4．5．2臨界磁場 033
4．5．3超導體的分類 034
4．5．4超導材料 034
4．5．5超導體的應用 035
習題 035
延伸閱讀 035

第5章順磁性 036
5．1朗之萬順磁性理論 037
5．2居裡-外斯定律（Curie-Weiss law） 039
5．3軌道角動量凍結 040
5．4泡利順磁性 041
5．4．1固體能帶理論 042
5．4．2自由電子理論 043
5．4．3泡利順磁體的磁化率 045
5．5氧的順磁性 046
5．6順磁體的應用 047
習題 047
思考 048
延伸閱讀 048

第6章鐵磁材料中的相互作用 049
6．1外斯分子場理論 049
6．1．1自發磁化 050
6．1．2溫度對磁化強度的影響 050
6．2外斯分子場的起源 052
6．2．1He原子的量子力學 052
6．3鐵磁性集體電子理論 054
6．3．1斯萊特-鮑林曲線（Slater-Pauling curve） 056
6．4小結 057
習題 057
延伸閱讀 058

第7章磁疇 059
7．1磁疇觀測 059
7．2磁疇起源 060
7．2．1靜磁能 061
7．2．2磁晶各向異性能 061
7．2．3磁致伸縮能 062
7．3疇壁 063
7．4磁化和磁滯 064
習題 068
延伸閱讀 069

第8章反鐵磁性 070
8．1中子衍射 071
8．2外斯反鐵磁理論 073
8．2．1TN溫度以上的磁化率 074
8．2．2在TN溫度的外斯定律 074
8．2．3TN溫度以下的自發磁化 075
8．2．4TN溫度以下的磁化率 075
8．3負分子場的產生 077
8．4反鐵磁體的應用 080
習題 080
思考 081
延伸閱讀 081

第9章亞鐵磁性 082
9．1亞鐵磁性的外斯理論 083
9．1．1TC溫度以上的外斯理論 084
9．1．2TC溫度以下的外斯理論 085
9．2鐵氧體 087
9．2．1立方晶系鐵氧體 087
9．2．2六角晶系鐵氧體 089
9．3石榴石 090
9．4半金屬反鐵磁體 090
習題 091

第10章基礎知識概要 093
10．1磁序類型回顧 093
10．2決定磁序類型的物理機制回顧 094

第2篇磁現象
第11章各向異性 098
11．1磁晶各向異性 098
11．1．1磁晶各向異性的起源 099
11．1．2磁晶各向異性的對稱性 099
11．2形狀各向異性 100
11．2．1退磁場 100
11．3感生磁各向異性 101
11．3．1磁場退火 102
11．3．2軋製各向異性 102
11．3．3感生磁各向異性的機理 102
11．3．4產生感生磁各向異性的其他方法 103
習題 103

第12章納米顆粒和薄膜 104
12．1小尺寸粒子的磁性 104
12．1．1單疇顆粒的實驗證據 105
12．1．2磁化機制 105
12．1．3超順磁性 106
12．2薄膜的磁性 108
12．2．1結構 109
12．2．2介面 109
12．2．3各向異性 109
12．2．4多薄才算薄？ 110
12．2．5二維極限 110
延伸閱讀 110

第13章磁電阻 111
13．1常規金屬中的磁電阻 111
13．2鐵磁性金屬中的磁電阻 112
13．2．1各向異性磁電阻 112
13．2．2自發磁化引起的磁電阻 113
13．2．3巨磁電阻 113
13．3龐磁電阻 117
13．3．1超交換和雙交換 118
習題 120
延伸閱讀 120

第14章交換偏置 121
14．1簡易機制中存在的問題 122
14．1．1交換偏置的研究進展 123
14．2技術應用中的交換各向異性 124
延伸閱讀 124

第3篇器件應用與新材料
第15章磁資料存儲 126
15．1簡介 126
15．2磁性介質 129
15．2．1磁介質中使用的材料 129
15．2．2磁片的其他元件 130
15．3寫入磁頭 131
15．4讀取磁頭 131
15．5磁資料存儲的未來 133
延伸閱讀 134

第16章磁光學和磁光記錄 135
16．1磁光學基礎 135
16．1．1克爾效應 135
16．1．2法拉第效應 136
16．1．3磁光效應的物理起源 136
16．2磁光記錄 138
16．2．1其他類型的光存儲以及磁光記錄的未來 140
延伸閱讀/ 140

第17章磁性半導體和磁性絕緣體 141
17．1磁性半導體和磁性絕緣體中的交換相互作用 142
17．1．1直接交換和超交換 142
17．1．2載流子介導交換 143
17．1．3束縛磁極化子模型 143
17．2Ⅱ-Ⅵ族稀磁半導體——（Zn，Mn）Se 144
17．2．1增強塞曼分裂 144
17．2．2持續自旋相干 144
17．2．3自旋極化輸運 145
17．2．4其他體系結構 146
17．3Ⅲ-Ⅴ族稀磁半導體——（Ga，Mn）As 146
17．3．1稀土-Ⅴ族化合物-ErAs 148
17．4氧化物基稀磁半導體 149
17．5鐵磁絕緣體 150
17．5．1晶體場和Jahn-Teller效應 150
17．5．2YTiO3和SeCuO3 152
17．5．3BiMnO3 152
17．5．4氧化銪 153
17．5．5雙鈣鈦礦 154
17．6總結 154
延伸閱讀 154

第18章多鐵材料 155
18．1鐵磁性與其他類型鐵性有序的比較 155
18．1．1鐵電體 155
18．1．2鐵彈性體 157
18．1．3鐵渦體 157
18．2磁性和鐵電性相結合的多鐵材料 158
18．2．1磁性和鐵電性之間的衝突 159
18．2．2磁性和鐵電性相結合的途徑 160
18．2．3磁電效應 161
18．3總結 163
延伸閱讀/ 163
後記 164
習題答案 165
參考文獻 188