MAQNİT MATERİALLARIN TƏSNİFATI Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

УДК 621.315

MAQNiT MATERiALLARIN TÖSNiFATI

HÜSEYNOV ViDADi iNQiLAB OGLU

fizika üzra falsafa doktoru, ADPU, Baki Azarbaycan

M3MM3DOV iSRAiL MUSA OGLU

fizika üzra falsafa doktoru, ADPU, Baki Azarbaycan

QURBANOV SULTANÖLi §ÜKÜR OGLU

fizika üzra falsafa doktoru, ADPU, Baki Azarbaycan

Azarbaycan Dövlat Pedaqoji Universiteti

Agar sözlar: maqnetiklar, ion, sponton, maqnit düzülü§lü, tdsnifat, maqnit yarmkegiricildr(MY), ferromaqnit, ferrimaqnit, antiferromaqnit, praktik tadbiq

Ключевые слова: магнетики, ион, магнитное упорядочность, классификация, магнитные полупроводники(МП), ферромагнит, ферримагнит, антиферромагнит, практическое применение

Maqnit materiallari praktik baximdan ahamiyyatli edan mühüm cahat onlarin elektrikke9iriciliyinin geni§ intervali ahata etmasidir. Hazirda 9ox sayli maqnit dielektriklar, maqnit yarimke9iricilar va yüksak elektrikke9iriciliyina malik maqnetiklar mövcuddur. Xüsusan son 50 ilda sintez olunmaga ba§layan maqnit yarimke9iricilar daha perespektivli maqnetiklar hesab olunur. iki va daha 90X aktiv maqnit ionundan ibarat sponton maqnit oblastli MY-larin i9arisinda zolaqli, yaxud labirint formali xrom halko§pinellarinin fiziki xüsusiyyatlari, bazi xarici faktorlara qar§i hassasligi bu materiallara olan elmi va praktiki maragi artirmi§dir. Masalan xarici maqnit sahasinda firlanma maqnit anizotropiya xassasinin mövcud olmasi, xarici saha ila idara olunan qoloqrafiyada, difraksiya qafasinda, informasiya qurgularinda va s. digar sahalarda geni§ praktik tatbiqina imkanlar a9ir. Ümumiyyatla güclü maqnetiklarin elektronika sanayesinda, yadda§ elementlerinin hazirlanmasinda, transfarmotorlarin, akkumulyatorlarin va s. cihazlarin vacib elementlarinin istehsalinda rolu avazolunmazdir. Deyilanlar aydin tasavvür etmak olar ki, arzu olunan maqnit xassali materiallarin sintezi va bu sahada müvafiq elmi tadqiqat i§larinin geni§landirilmasi, ham9inin tahsilin müxtalif pillalarinda müvafiq mövzularin tadrisi müasir dövrün talablarindandir. Mövzunun aktualligi, son alli ilda Dünya 9apinda bu sahada aparilan elmi-tadqiqat i§larinin sayinin xeyli artmasina sabab olmu§dur. Bu baximdan elmi adabiyyatlarda mövzu ila bagli rast galdiyimiz müxtaliflik va bazan ziddiyatli fikirlar tabii qar§ilanmalidir. Bu müxtaliflikla bagli aydin tasavvür yaratmaq ü9ün, maqnetiklarin tasnifati ila bagli elmi adabiyyatlarda rastla§digimiz a§agidaki 3 yana§ma ila tani§ olaq

I. Bir sira elmi adabiyyatlarda ( xüsusan ümumi kurslarda ) maqnetiklar diamaqnit, paramaqnit va ferromaqnit olmaqla 3 qrupa bölünmü§dür. Diamaqnitlar kompensa olunmu§ elektron maqnit momentina malik zaif maqnit materiallar olmasina baxmayaraq xarici sahaya gatirildikda xaotik vaziyyatda olan elektomaqnit momentleri xarici sahanin intensivliyinin aksi istiqamatinda meyl edirlar. Naticada saha tarafindan italanirlar va bu sababdan diamaqnit materiallarin maqnit qavrayiciligi manfi i§arali qabul olunmu§dur.

Ham9inin paramaqnit materiallarda zaif maqnit materiallar qrupuna aiddir. Lakin diamaqnitlardan farqli olaraq paramaqnit materiallar xarici maqnit sahasina gatirildikda saha tarafindan cazb olunurlar. Sabab kompensa olunmu§ atom maqnit momentlarinin sahanin tasiri ila qisman xarici sahanin intensivliyi istiqamatinda dönmasidir. Odur ki, bu materiallar ü9ün maqnit qavrayiciligi müsbat qabul edilmi§dir.

Güclü maqnetiklar kimi taninan ferromaqnitlarda isa, xarici maqnit sahasi olmadiqda bela sifirdan

farqli maqnit momentina malik maqnit düzülü§lü oblastlar olur. Bu isa ferromaqnitlarda mövcud olan özba§ina maqnit düzülü§lü oblastlarin mövcud olmasi hesabina ba§ verir. Ferromaqnir materallar ü9ün digar xarakterik cahat maqnit qavrayiciliginin xarici sahadan qeyri xatti asliligi; doymanin nisbatan zaif sahalarda ba§ vermasi; Hissterezis ilgayinin mövcud olmasi; Küri temperaturunda maqnit düzülü§ünün yox olmasi[3].

II. Bazi tadqiqat9ilar maqnetiklari diamaqnit, paramaqnit, ferromaqnit va antiferromaqnit olmaqla 4 qrupa bömü§lar[4]. Onlar ferromaqnit va antiferromaqnitlarin ortaq xarakteristikasi olaraq, bu maddalarda maqnit düzülü§lü oblastlarin sponton mövcudlugunu göstarmi§lar. Lakin antiferromaqnitlarda alt qafaslarin ekvivaletliliyi va maqnit düzülü§larinin antiparalel yönalmasi bu materiallarda yekun maqnit momentinin sifira 9evrilmasina sabab olur. Ferromaqnitlarda maqnit düzülü§ü Küri temperaturunda, antiferromaqnitlarda isa altqafaslardaki antiparalel maqnit düzülü§lari Neel temperaturunda yox olur.

III. Nahayat, maqnetizmla ma§gul olan bir sira mütaxasisslarin elmi asarlarinda isa, maqnetiklarin diamaqnit, paramaqnit, ferromaqnit, ferrimaqnit va antiferromaqnit olmaqla 5 qrupa bölündüyüna rast galirik. Bu tasnifatda(bir qrup tadqiqat9ilar ferrimaqnitlari yeni növ maqnit matriali kimi qabul etmayarak, onlari zaif ferromaqnit, yaxud kompensa olunmami§ antiferromaqnit hesab edirlar) özünamaxsus xassalara malik olmasi sababindan ferrimaqnit materiallara yeni nasil maqni materiallar kimi yana§ilir[5]. Göstarilir ki, bu özünamaxsus xassalari ferrimaqnitlarin geni§ praktik tadbiqina yeni imkanlar a9ir. Odur ki, Ferrimaqnetizm ila bagli bir qadar atrafli §arh vermayi maqsadauygun hesab etmi§ik:

Ferrimaqnetizm dedikda zaif ferromaqnetizm va ya kompensa olunmami§ antiferromaqnetizm nazarda tutulur. Ferrimaqnetizmin man§ayi olan maddalar isa ferritlar adlanir. Bir sira tadqiqatlar naticasinda müayyan edilmi§dir ki, ferrimaqnetizm digar siniflardan farqlanir. £ünki ferrimaqnetiklar öz elektrik xassalarina göra ham metal, hamda dielektrik xassalarini ahata edir. Bu da o demakdir ki, ferritlarin praktik tatbiqi 9ox geni§dir[2]. Ferritlardan ifrat yüksak temperaturda bela maqnit materiali kimi istifada mümkündür.

ilk dafa §pinel qurulu§a malik olan ferritlarda ferrimaqnetizm tadqiq edilmi§dir. Damir oksidi(Fe203 ) ila ikivalentli metal oksidlarinin(MeO) birla§malari naticasinda ferritlar yaranir. Burada oksigen ionlarindan farqli olaraq, damir ionlari maqnit xassasina malikdir. Onda ferritlar ü9ün ümumi qurulu§ düsturunu MeO^ Fe203 §akilda göstarmak olar. Ferritlar maqnit xassalarina göra zaif va güclü olaraq iki qruplara bölünür:

Masalan, MnO- Fe203 , NiO- Fe203 va s. kimi ferritlar asasan güclü maqnit xassasina malikdir. Ancaq CdO- Fe203 , ZnO- Fe203 va s. kimi ferritlar isa zaif maqnit xassasina malikdirlar. 3gar ferritlarin qurulu§una nazar yetirsak görarik ki, MeO- Fe203 qurulu§a malik ferritlar diamaqnit xassaya malik MgAl204 oksid ila eyni kristal qurulu§a malikdir. Onlarin qurulu§u kubik qafas §aklinda(§akil1.) göstarilmi§dir[1]. ögar qafasin qurulu§una nazar yetirsak, görarik ki, qafasin düyün nöqtalarinda oksigen ionu, düyünlararasi bo§luqda isa metal ionlari yerla§ir. Burada oksigen ionlari sathamarkazla§mi§ kubik qafas amala gatirmi§dir. Demali, ham tetraedrik bo§luq(a), hamda oktaedrik bo§luqlar(b) yaranir. Müayyan edilmil§dir ki, tetraedrik bo§luqlarin radiusu 0,3^0,5^, oktaedrik bo§luqlarin radiusu isa 0,5^1,0^-dir. 16 ü9valentli metal ionu oktaedrik bo§luqda, 8 ikivalentli metal ionu

tetraedrik bo§luqda yerla^diyindan bela §pinel

§akil 1. Kubik qafaslar

normal §pinel adlanir. £ünki, eyni nov ionlar ekvivalent vaziyyatda yerla§mi§dir. Lakin bir sira tadqiqatlarla müayyan edilmi§dir ki, ionlarin yerla§ma vaziyyati tam aksina da ola bilir va bela material 9evrilmi§ §pinel adlanir. Qurulu§u normal §pinel formaya malik olan ferritlara Zn Fe204, CdFe204 va s. gostarmak olar, 9evrilmi§ §pinellara isa MgFe204, CuFe204 va s. gostarmak olar.

Tacrübalarla müayyan edilmi§dir ki, normal qurulu§lu Zn[Fe2]04 va Cd[Fe2]04 §pinellarin maqnitlanmasi sifirdir.

Ferrimaqnetizmi molekulyar saha nazariyyasindan istifada etmakla nazardan ke9irak. Farz edak ki, ferrimaqnetik 2 altqafasdan ta§kil olunub va onlarin maqnit momentlari kollineardir. Onda har bir altqafasa tasir edan effektiv sahani a§agidaki düsturlarla tapmaq olar[1]:

MA = % H0+HA) = ^(H0+A

cA,

T Cb

T

Cb,

■AA

MB = ^(Ho+HB ) = mM

BB

MA- AABMB,) (1)

•K-1AB^~MA) (2)

Yekun maqnitlanma M= Щ^ + ЖЦ = M1-M2 olar.

^ _ (CA + CB)T—CACB(^AA+^BB + 2^AB) j_I ^ (Т—САЛАА)(Т—СВЛВВ)—САСВЛАВ

Buradan maqnit qavrayiciliginin tars qiymati ü9ün x—1 = (~) ifadasini almi§ olariq. Onda

ferrimaqnetiklar ü9ün Küri-Veyss qanununu a§agidaki kimi ifada eda bilarik: 1 = 1 + - - (4)

x С Xo Т—в

Buradan bela bir пэйсэуэ galmak olar ki, ferrimaqnetiklarin maqnit qavrayiciliginin tars qiymati temperaturla hiperbolik qanun üzra dayi§ir. Bu asililiq §akil 2-da verilmi§dir[1].

Onda hiperbolanin asimptotunun

T 1

tanliyi a§agidaki kimi 1/ x = _ +—

С Xo

olacaq.Onda asimptotik Küri temperaturu ü9ün

0a (5)

Xo

düsturunu alariq. 3gar (3)-ün maxracini sifira barabar

§akil 2. etsak, onda

maqnit qavrayiciliginin sonsuz boyük qiymat almasina imkan yaradariq.

6p = 1{(^АЛАА + Cb^BB)

+ [(CaAaa - CBABB)2 + 4CaCBAAB2]1/2} (6)

Burada 6p -paramaqnit Küri temperaturudur. Paramaqnit Küri temperaturundan a§agi temperaturlarda ferrimaqnetiklarda oz-ozüna(spontan) maqnitlanma hadisasi ba§ verir. 9gar paramaqnit Küri temperaturu sifirdan ki9ikdirsa (вр <0) onda madda mütlaq sifir temperaturuna kimi paramaqnit halinda qalmi§ olacaq. Neel tacrübi asaslarla ferrimaqnetiklarin temperaturdan asililiginin iki nov ayri ila gostarildiyini müayyan etmi§dir. Bu ayrilardan biri N nov (§akil 3. a) va digari isa P nov (§akil 3. b) adlanir[1].

N nov ayrida Kompensasiya temperaturuna barabar temperaturda altqafaslarin maqnitlanmalari adadi qiymatca eyni gotürülür. Hamin temperatur kompensasiya temperaturu va ya kompensasiya noqtasi adlanir. 9gar temperatur Kompensasiya temperaturundan boyük olarsa, onda temperaturun artmasi ila yekun maqnitlanma artir va maksimumdan ke9mi§ olur. T=TC temperaturunda isa yenidan sifir olur. T>TC temperaturunda madda paramaqnit fazada yerla§ir. Burada Tc - ferrimaqnetiklar ü9ün haqiqi Küri temperaturunu gostarir.

И л

И

a) b)

§akil 3.

ÖDÖBiYYAT

1.Eyvazov Е.Э. Bark cisimlar fizikasi, Baki-2003.

2.Eyvazov Е.Э., Pa§abayova U.S., Qurbanov S.§., Hüseynov V.i. Co07Cu03Cr2S4 Ferrimaqnitin EPR spektri.

3.Nasirov V.i., Aslanli G.Q. Elektrik va Maqnetizm, Baki-2008.

4.Panahov T.M., öhmadov V.i. Ümumi fizika kursu, Baki-2013.

5.Эйвазов Э.А., Гусейнов В.И., Сафаров А.Ф., Шарифов Я.Н. Природа магнетизма в системе CoCr2S4-xSex. Тезиси I Международн.конф. по алмазоподобным и халькогенидным полупроводникам.