магнитные диэлектрики

МАГНИТНЫЕ ДИЭЛЕКТРИКИ - магнитоупорядоченные вещества (ферро-, ферри- и антиферромагнетики), обладающие очень низкой электропроводностью. Представителями их являются нек-рые ферриты со структурой шпинели: MgFe₂O₄, , и др., имеющие при комнатной темп-ре (T =300 К) уд. электропроводность 10^-2- 10^-6 Ом^-1*см^-1. Монокристаллы этих ферритов обладают меньшими значениями . Ещё меньшей проводимостью обладают ферриты со структурой граната; напр. , кристалл имеет 10~¹²- 10~¹⁴ Ом~¹-см~¹. Антиферромагн. соединения: МnО, NiO, CoO имеют 10^-10-10^-12 Ом^-1*см^-1. Электропроводность практически полностью отсутствует у антиферромагнитных соединений типа галогенидов переходных металлов (MnF₂, KMnF₃, BaMnF₄, MnCl₂). Ферриты-шпинели и феррит-гранат иттрия используются в СВЧ-технике и электротехнике как магн. материалы с малыми потерями на вихревые токи. Величина а сильно возрастает при появлении в окисных соединениях разновалентных катионов (гл. обр. Fe²⁺ и Fe³⁺), что вызывается отклонением от стехиометрич. состава, наличием вакансий, примесных ионов и др. Особенно это характерно для ферритов-шпинелей; между ионами Fe²⁺ и Fe³⁺, находящимися в одинаковых кристаллографич. узлах (обычно октаэдрических), возникают перескоки электронов с иона на ион, вследствие чего проводимость резко возрастает (прыжковая проводимость) и ферриты-шпинели становятся магнитными полупроводниками. В случае ферритов-гранатов отклонения от сте-хиометрич. состава меньше, и поэтому их проводимость обычно сохраняется низкой. Их следует считать диэлектриками.

Характерной особенностью окисных М. д. является то, что в них помимо обычных механизмов поляризации диэлектриков (электронного и ионного и ориентационного) возникает дополнительный макроскопич. механизм поляризации, обусловленный скоплением электрич. зарядов на границах кристаллич. зёрен, вакансиях и др. дефектах. Этот механизм особенно сильно проявляется в поликристаллич. окислах. Он обуславливает большую велияину статич. (или низкочастотной) диэлектрич. проницаемости (вплоть до 10⁵). Однако при частотах СВЧ-диапазона снижается до неск. единиц, соответствующих электронной и ионной поляризациям (рис.). При изучении М. д. обычно производят измерения частотной зависимости действительной и мнимой частей . Каждому механизму поляризации соответствует нек-рая критич. частота , выше к-рой поляризация уже не успевает следовать за быстрыми изменениями электрич. поля. Это приводит к убыванию и увеличению , т. е. к увеличению диэлектрических потерь.

Зависимости от частоты, электрического поля для одного из Ni-Zn ферритов-шпинелей.

Нск-рые окисные соединения, обладающие антиферромагнетизмом, одновременно являются сегнетоэлектриками, однако их темп-ры Кюри обычно не совпадают. М. д. иногда наз. также спрессованные ферромагн. порошки (железа, магнетита и др.) с к--л. диэлектриком (парафином, смолой и др.). Т. к. в таких материалах не возникают вихревые токи, они получили нек-рое применение в технике, но с открытием ферритов утратили своё значение.

Лит.: Яковлев Ю. М., Генделев С. Ш., Монокристаллы ферритов в радиоэлектронике, М., 1975; Крупичка С., Физика ферритов и родственных им магнитных окислов, пер. с нем., т. 2, М., 1976. К. П. Белов.

   <<      Предметный указатель      >>