Настоящий номер Бюллетеня Магнитного Общества icon

Настоящий номер Бюллетеня Магнитного Общества



Смотрите также:
Настоящий номер Бюллетеня Магнитного Общества...
Публикуется подробный отчет о прошедшем в июне в мгу третьем Международном Симпозиуме по...
Публикуется подробный отчет о прошедшем в июне в мгу третьем Международном Симпозиуме по...
План Понятие магнитного момента атома. Микро и макротоки. Намагниченность...
Представляем вашему вниманию третий номер сахалинского природоохранного бюллетеня «Все живое»...
Закон Био-Савар-Лапласа...
Руководство по технической эксплуатации кпи-1М. Рэ...
Годовой отчет открытого акционерного общества «спортивный комплекс «петровский»...
Генерация короткопериодных геомагнитных возмущений в приполярной ионосфере...
Библиографическая информация о статьях информационного бюллетеня «Здоровье населения и среда...
Заглавие, авторы, место работы, наименование журнала, номер, страницы, аннотации статей...
Библиографическая информация о статьях информационного бюллетеня «Здоровье населения и среда...



скачать







Гл. редактор: д. ф.-м. н. А.М.Тишин


ТОМ 6 15 июня 2005 г. № 2 221223333332


Настоящий номер Бюллетеня Магнитного Общества приурочен к открытию Московского Международного Симпозиума по Магнетизму (MISM-2005), посвященного 250-летию МГУ им. М.В.Ломоносова. Поздравляем гостей и участников Симпозиума с началом этого интереснейшего форума! Желаем плодотворной работы и полезных дискуссий. Напоминаем, что Симпозиум будет проходить на физическом факультете МГУ с 25 по 30 июня 2005 г. В Бюллетене представлена информация о тематике Симпозиума.

В разделе Новости науки и техники публикуется обзор Е.И.Мищенко о магнитомягких материалах, производящихся в Юго-Восточной Азии, представлена статья А.В.Пятакова “Магнитные метаматериалы и левые среды», сделана подборка кратких сообщений по магнитной тематике со страниц зарубежных сайтов и журналов.

В разделе, посвященном работе Секции магнитной сепарации, опубликовано сообщение зам. председателя секции Е.Я. Тагунова об одной из новых разработок российских ученых, развивающих современные технологии обогащения железорудного сырья.

Сообщается о заседании Оргкомитета по подготовке ХУ Международной конференции по постоянным магнитам в г. Суздаль в сентябре 2005 года.

Наши юбиляры




Ректор Московского государственного института радиотехники, электроники и автоматики, вице-президент Магнитного Общества

^ Александр Сергеевич Сигов


Магнитное Общество и магнитная общественность России сердечно поздравляют Вас, уважаемый Александр Сергеевич, с юбилеем – 60-летием со дня рождения! Здоровья и успехов Вам! Желаем Вам новых творческих достижений и плодотворной работы на непростом пути развития Российской науки и образования!

А.С. Сигов, профессор, д.ф.-м.н. – известный в стране и за рубежом специалист в области физики твердого тела, твердотельной электроники и физического материаловедения. Автор монографий, учебных пособий, научных статей, изобретений. Создал научную школу и в ее рамках организовал кафедру, ведущую подготовку по новым специализациям в области фундаментальных и прикладных проблем физики диэлектриков.

А.С. Сигов ведет большую научную и научно-организационную работу: он является заместителем председателя Межгосударственного совета по микронаномехатронике, заместителем председателя Научного совета РАН по физике сегнетоэлектриков и диэлектриков, членом бюро Объединенного Совета РАН по физике конденсированных сред и ряда советов Минобрнауки РФ, членом Европейского физического общества и Института электроинженеров (Англия). Входит в состав редакционных коллегий и советов международных и российских журналов. Лауреат Государственной премии, Премии Правительства РФ в области науки и техники. Заслуженный деятель науки РФ. Действительный член РАЕН и ряда других общественных академий. Член Научного совета при Совете Безопасности РФ. Вице-президент Магнитного Общества России. Лауреат премии имени Ломоносова в области науки и образования, награжден медалями и отраслевыми наградами.

Правление и Дирекция Магнитного Общества


Moscow International Symposium on Magnetism 2005


Дата начала: 25.06.05 Дата окончания: 30.06.05


Международная конференция "Moscow International Symposium on Magnetism" (MISM) проводилась в Московском университете в 1999 и 2002 годах. В предыдущей конференции принимали участие более 400 ученых из США, Канады, Великобритании, Франции, Испании, Нидерландов, Бразилии, Польши, Турции, Чехии, Японии, Кореи, России и бывших советских республик. Труды MISM-2002 были опубликованы в специальном выпуске "Journal of Magnetism and Magnetic Materials" (vol.258-259, 2003). Теперь конференция будет проводиться регулярно - раз в три года. В этом году особенное внимание будет уделяться наиболее актуальным проблемам современных магнитных исследований.


Секции

Magnetotransport and Spintronics

High Frequency Properties

Magnetophotonics (linear and nonlinear magnetooptics, magnetophotonic crystals)

Magnetic Semiconductors

Metamaterials

Magnetic Nanostructures and Low Dimensional Magnetism

Magnetic Soft Matter (magnetic polymers, complex magnetic fluids and suspensions)

New Magnetic Materials

Biomagnetism

Miscellaneous


http://mism.magn.ru

Контактный адрес: mism@magn.ru


Секция магнитной сепарации при Магнитном обществе России

Будущее за современными технологиями обогащения

Последние два года отмечены серьёзным повышением объемов производства железорудного сырья, как в России, так и в мире в целом. Это объясняется беспрецедентным ростом спроса на сырьевую продукцию, который вызван, в свою очередь, продолжающимся ростом потребления стали, особенно такими динамично развивающимися странами, как Китай. В 2004 году КНР импортировала 210 млн. тонн железорудного сырья, что на 40% превысило уровень предыдущего года.

Растет производство и потребление стали и в России, что стимулирует развитие предприятий добывающей отрасли.

Крупнейшие горно-обогатительные комбинаты России, такие как Лебединский горно-обогатительный комбинат (ЛГОК), Михайловский Горно-обогатительный комбинат (МГОК) и другие, поставляют сегодня свою продукцию не только на внутренний рынок, но и экспортируют её в Китай, Канаду, США, Италию, Испанию, Финляндию, Мексику, Чехию, Словакию, Румынию, Польшу, страны СНГ.

Среди российских производителей железорудного сырья особое место занимает ЛГОК, продукция которого, например, высококачественные окатыши и брикеты, составляет достойную конкуренцию продукции других мировых производителей - Бразилии, Швеции, Австрии. Такие успехи стали возможны не только благодаря высокому качеству руды, добываемой на ЛГОК, но и применению на комбинате современных технологий обогащения.

Большой вклад в развитие этих технологий вносят российские ученые. Примером плодотворного сотрудничества ученых и специалистов горнодобывающей отрасли может служить успешное взаимодействие специалистов ЛГОК и Научно-технического центра «Горнообогатительные модульные установки» при МГГУ под руководством д.т.н., профессора Кармазина В.В., который в текущем году возглавил секцию магнитной сепарации при Магнитном обществе России.

Важнейшей задачей развития ЛГОК является решение проблемы выделения из концентрата первой стадии мокрой магнитной сепарации продукта, состоящего из магнетита и богатых сростков, т.е. высококачественного концентрата (ВКК)- условия раскрытия это позволяют. Более того, в ходе совместных научно-исследовательских работ, проводимых специалистами НТЦ и ЛГОК, методом сухой центробежной сепарации на полупромышленном сепараторе 11-КL устойчиво получался ВКК, содержащий более 69% Fe при выходе до 20% от операции и около 10% кварцевой пыли. Это означает, что из концентрата первой стадии можно выделить до 30% по выходу готовых продуктов: ВКК, содержащего около 69% Fe, направив его прямо на обезвоживание и окомкование перед горячим брикетированием железа, и отвальных хвостов.

Мокрая магнитная сепарация на сепараторах ПБМ-120/300 достичь таких результатов не позволяет, но экспериментальные образцы высокоселективных мокрых магнитных сепараторов (ВСМС), работающих по новому принципу разделения минералов, позволяют достичь результатов сухой сепарации. Причем помимо ВКК удается выделить около 10% кварцевых шламов, которые могут быть выведены в отвальные хвосты. Новый способ патентуется МГГУ совместно с ЛГОКом. В НТЦ МГГУ разработан комплект рабочих чертежей, по которому предстоит изготовить и проверить в промышленных условиях опытный образец магнитного сепаратора ПМС-90/50, способного выделять из продуктов измельчения руды в первой стадии часть раскрытого магнетита в виде зернистого концентрата и отвальных хвостов. Затем к этой работе может подключиться Воронежский завод УГМК "Рудгормаш".

Практически создание такого сепаратора означает, что на каждых пяти из восемнадцати действующих на ЛГОК секциях нужно дооборудовать только одну мельницу ММС-90/30 вместо того, чтобы строить новую секцию для расширения комбината. Даже без этого снижение капитальных и эксплуатационных затрат и расхода электроэнергии за счет сужения фронта измельчения и сепарации будет весьма существенным.

Секция магнитной сепарации обращается с просьбой к производителям России, Украины и других стран СНГ направлять в секцию информацию о своих новых разработках.


Зам. председателя секции магнитной сепарации

при МООСМ "Магнитное общество"

к.ф-м.н. Е.Я.Тагунов


Магнитинформ


Профессор Йорган Бушоу посетил Москву

Профессор Амстердамского университета, известный специалист по физике редкоземельных металлов и соединений и постоянным магнитам, редактор журнала Journal of Alloys and Compounds и редактор сборника Handbook of Magnetic Materials Йорган Бушоу посетил 10 – 13 мая Москву и прочёл на Физическом факультете Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова лекцию “Исследование материалов для постоянных магнитов и других близких интерметаллических соединений”.

Финансовая поддержка поездки оказывалась компанией ООО «Перспективные магнитные технологии и консультации» (AMT&C).




На снимках: Профессор Бушоу читает лекцию и отвечает на вопросы слушателей.





17-20 мая 2005 г. в Москве, СК "Олимпийский", прошли специализированные выставки "Неразрушающий контроль и лабораторный контроль" (NDT LAB) и "Измерительные приборы и автоматизация" (MERA TEK). Компания "Энергодиагностика" провела семинар "Диагностика оборудования и конструкций с использованием метода магнитной памяти металла".




^ 11-12 апреля 2005 года в Московском институте стали и сплавов прошел III-й Российско-японский семинар «Оборудование и технологии производства компонентов твердотельной электроники и наноматериалов МИСиС – ULVAC Inc.»

Так же, как и на предыдущем, на нынешним семинаре были представлены доклады ведущих менеджеров и сотрудников фирмы ULVAC Inc. о выпускаемом ею высоковакуумном оборудовании для микроэлектроники, а также результаты исследований японских и российских ученых по следующим направлениям: (i) технологии, перспективные материалы и оборудование для производства компонентов твердотельной электроники; (ii) технологии полупроводниковых материалов и приборных структур для силовой электроники; (iii) наноматериалы, процессы и оборудование для их получения.

В сборнике трудов настоящего семинара, который все участники семинара получали при регистрации, IV глава целиком посвящена технологиям и оборудованию для производства постоянных магнитов на основе феррита стронция, пленочных, нано- и квази-кристаллических магнитотвердых материалов на основе сплавов системы Nd-Fe-B и Fe-O. В числе представленных материалов обзорные доклады В.П. Менушенкова и А.Г. Савченко «Рынок магнитно-твердых материалов. Перспективы производства и развития редкоземельных постоянных магнитов в XXI веке», А.Г. Савченко и В.П. Менушенкова «Современное состояние и проблемы развития постоянных магнитов из сплавов системы Nd-Fe-B», доклад Л.М. Летюка с соавторами «Реология суспензий стронциевых ферритов и ее использование в технологии постоянных магнитов», доклады А.С. Лилеева с соавторами «Особенности применения пленочных постоянных магнитов из соединения Nd2Fe14B» и «Формирование микроструктуры в сплавах системы FeO», доклад В.В. Котунова и Д.А. Шумакова «Композиционный материал для анизотропных магнитопластов». В сборник также вошли инновационные проекты, ноу-хау и патенты сотрудников МИСиС, в том числе посвященные магнитотвердым материалам и технологиям изготовления постоянных магнитов на их основе.

У специалистов в области материаловедения и технологий магнитотвёрдых материалов безусловный интерес вызовут материалы, представленные сотрудниками фирмы ULVAC Inc., посвященные вопросам сплавов, а также оборудования для выплавки и получения сплавов со специфической вакуумной и термической обработкой редкоземельных микроструктур, полученных методом так называемого “strip-casting” процесса.

Новые материалы с особыми физическими свойствами, в том числе магнитными, вне всяких сомнений являются в настоящее время реальными ускорителями научно-технического прогресса. Однако производство и технические характеристики этих материалов во многом определяются уровнем специализированного оборудования, используемого для их производства. Предлагаемые фирмой «ULVAC Inc.» технологии и технологическое оборудование могут послужить отличной базой для технического переоснащения заводов и фирм России, в том числе, производящих постоянные магниты.


Члены Оргкомитета III-го российско-японского семинара В.П. Менушенков и А.Г. Савченко


Контакты:

Председатель Оргкомитета семинара - проректор МИСИС проф. Л.В. Кожитов.

Тел. - (095) 237 22 25, Факс - (095) 236 60 91

Справки: тел. (095) 339 69 33,

Е-mail: maglab@maglab.misis.ru




В конце апреля 2005г. состоялся конкурс на замещение должности директора ^ ФГУП "Спецмагнит", по итогам которого директором избран Дормидонтов А.Г., который ранее работал директором ООО "НПК Магниты и магнитные технологии", а с 1 июня 2005 г. он приступил к исполнению своих новых обязанностей.

МАГО желает Дормидонтову А.Г. успешной работы по развитию предприятия и сохранению его высокого авторитета.





7 июня 2005 г. состоялось очередное заседание Оргкомитета по подготовке ^ ХУ Международной конференции по постоянным магнитам в г. Суздаль.

Были обсуждены вопросы о поступлении тезисов, составе иностранных участников конференции и организации их встречи, о размещении участников конференции в туркомплексе и культурной программе.

Принято решение о продлении срока приема тезисов докладов до ^ 1 июля 2005 г. С правилами подачи тезисов можно ознакомиться здесь http://www.ndfeb.ru/pravila.htm



^

ИСТОЧНИКИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ


для научных и прикладных целей


  • создание полей высокой однородности

и сложной конфигурации

  • источники на постоянных

магнитах с фиксированным

и регулируемым полем

  • электромагниты и

источники питания

  • конструирование и производство

http://www.NdFeB.ru e-mail: pmt@NdFeB.ru

тел/факс +7 (501) 443 67 14

Новости науки и техники


Магнитомягкие материалы

Производство радиоэлектронной аппаратуры практически невозможно без моточных изделий. Они, главным образом, определяют надежность всего устройства и вызывают наибольшее количество проблем у разработчиков.

Почти все широко известные российские магнитомягкие материалы разработаны в 50 – 60 годах прошлого века и в настоящее время морально и технически устарели. Более того, с каждым годом разрыв продолжает нарастать (у существующих российских изготовителей – за исключением безусловного российского лидера в области магнитных материалов и магнитодиэлектриков ОАО «Феррит-Домен» - нет ни материальной, ни технической базы для исследований и серийного внедрения новых разработок).

ОАО «Феррит-Домен» пытается конкурировать с мировыми брендами, такими как Siemens, Thomson, TDK, Magnetics и др., (честь ему и хвала за это), но по ряду параметров все же им уступает, иногда значительно.

Высокая относительная стоимость магнитомягких материалов западных компаний ограничивает их широкое распространение по сравнению с российскими магнитными материалами, которые в настоящее время еще используются в массовых изделиях, где основополагающим фактором является низкая себестоимость.

В области изготовления моточных изделий для импульсных источников питания возникает практически незаполненный отечественными производителями сегмент рынка. А рынок пустоты не любит.

В настоящее время на отечественном рынке начинают появляться как крупные производители из Юго-Восточной Азии, так и известные западные фирмы, перенесшие туда свое производство. Их продукция имеет значительно более низкую стоимость при высоких технических характеристиках.

Председатель совета директоров и СЕО Arnold Magnetic Technologies Corporation (Arnold) ^ Гордон Мак’Нейл прокомментировал сертификацию новой фабрики в Китае по производству постоянных магнитов и магнитомягких материалов на соответствие требованиям стандарта ISO 9001:2000 как «… начало новой захватывающей эры для нашей компании и ее клиентов».

Постоянные магниты производства Arnold (ферриты, NdFeB, SmCo) из-за своих высоких эксплуатационных характеристик, отличного качества и конкурентоспособных цен уже несколько лет применяются в российской промышленности. Теперь у наших разработчиков и производителей появилась возможность познакомиться еще с одним видом продукции Arnold - магнитомягкими порошковыми сердечниками.

МРР – высококачественный материал, состоящий из 81% Ni, 2% Mo и 17% Fe. МРР сердечники чрезвычайно стабильны по отношению к изменению плотности потока, температуры и постоянного тока, что делает их особенно пригодными для использования в катушках индуктивности и других энергонакапливающих устройствах.

Благодаря малым потерям на вихревые токи использование MPP-сердечников является наиболее эффективным в случаях, когда шина питания должна быть изолирована от коротких мощных выбросов напряжения, для сглаживающих дросселей в переключаемых источниках питания, для катушек индуктивности в резонансных контурах с фиксированной настройкой, работающих на низком уровне частоты (до 200кГц). Для маломощных выпрямителей-умножителей МРР сердечники лучше, чем ферриты с зазором. Сердечники МРР можно также использовать в мощных резонансных контурах, работающих в области насыщения.

Материал SMSS™ - особая разновидность Sendast’а, который со времени своей разработки в результате улучшения исходных материалов и технологии производства превратился в нынешний высококачественный магнитомягкий материал. Этот материал на основе сплава Fe/Si/Al, произведен по технологии, близкой к производству МРР.

Значимыми характеристиками материала SMSS™ являются более низкие потери в сердечнике по сравнению с порошковым железом, более низкая цена по сравнению с High Flux™ и очень низкий коэффициент магнитострикции, что обуславливает широкую распространенность данного материала в EMI-индуктивностях, отфильтровывающих НЧ переменный ток. Как и другие порошковые материалы, SMSS™ представляет собой материал с распределенным воздушным зазором и поэтому он очень хорошо подходит для применения в накапливающих энергию катушках индуктивности. Для переключаемых источников питания, где потери не так критичны, SMSS™ может заменять МРР. Часто это наилучший выбор, так как SMSS™ значительно дешевле МРР.

Порошковые сердечники HI-FLUX™ (HF) по структуре и внешнему виду похожи на сердечники МРР. Они состоят из 50% никеля и 50% железа, что обеспечивает магнитные характеристики, подходящие для использования в цепях с высокой плотностью насыщения – благодаря создаваемой высокой мощности или высокому энергонакоплению.

Плотность потока насыщения в сердечниках HF доходит до 15000 Гс, а потери значительно меньше, чем у сердечников из порошкового железа сходных размеров. По сравнению с порошковым железом, материал HF подвержен меньшему изменению проницаемости из-за влияния постоянного тока подмагничивания, намагничивания переменным током или изменения температуры. Эти качества делают HF привлекательным материалом для производства мощных источников питания.

Сердечники HF идеально подходят для дроссельных фильтров батарей в высокомощных преобразователях низкого напряжения. При использовании в цепях с большим постоянным током HF сердечники обеспечивают не только снижение размеров, но и снижение общей стоимости изделия.

Сердечники из этих материалов выпускаются в виде тороидов. Минимальный внешний диаметр тороида составляет 3,56 мм, максимальный – 134 мм (у отечественных 7 мм и 52 мм, соответственно), количество типоразмеров тороидов почти в два раза превышает количество типоразмеров отечественных сердечников. Помимо очевидных преимуществ по основным магнитным характеристикам сердечники, выпускаемые компанией Arnold, имеют главное преимущество – конкурентоспособные цены.

И что же? Будущее - за производствами, расположенными в Азии? Удастся ли наладить в России выпуск конкурентоспособных магнитных продуктов?

Вопрос не праздный, поскольку практически все заводы по производству магнитных материалов в Китае строились с помощью СССР, а большинство китайских специалистов обучались в наших ВУЗах. Вспоминается парадоксальная особенность советского ВПК, являвшаяся по сути его движущей силой - крупные проекты поручались сразу нескольким КБ для создания конкуренции. Да и в наше время существуют примеры возрождения некоторых отечественных производств без всякой помощи со стороны государства - например, налажено конкурентоспособное производство вторичных источников питания. Все это позволяет предположить, что Россия может вернуть утраченные позиции в области разработки и выпуска магнитной продукции.

к.ф.-м.н. Е.И.Мищенко,



Магнитные метаматериалы и левые среды

Метаматериалы (от греч. «мета» - «за пределами», «сверх») - это искусственные материалы, обладающие электромагнитными свойствами, не встречающимися в природе [1]. Метаматериалы состоят не из атомов и молекул, как обычные вещества, а из микроструктур: крошечных, меньше микрона, искусственных металлических резонаторов. Если размеры резонаторов намного меньше длины волны используемого излучения, электромагнитная волна распространяется в такой среде, как в веществе с определенными диэлектрической и магнитной проницаемостями. Метаматериалы уже позволили существенно расширить область частот, на которых проявляются магнитные свойства материала, и сейчас речь идет о серьезном пересмотре основных представлений оптики: появились сообщения об изготовлении материалов с отрицательным показателем преломления и линзах, позволяющих получать изображение с неограниченным разрешением.

^ Искусственный магнетизм в терагерцовом диапазоне

В природе вещества, демонстрирующие магнитный отклик на высоких частотах, гораздо менее распространены, чем материалы с электрическим высокочастотным откликом. Причина этого лежит в фундаментальных свойствах вещества: магнитный момент связан либо с орбитальным, либо со спиновым моментом электрона, и резонансные явления для магнитных систем наблюдаются при гораздо меньших частотах, чем аналогичные явления фотонных или коллективных мод, приводящих к усилению электрического отклика в инфракрасном диапазоне и выше. Хотя отдельные магнитные и антиферромагнитные среды демонстрируют резонансные спиновые свойства на терагерцовых и даже оптических частотах [2], эти эффекты весьма слабы и происходят довольно в узкой полосе частот.



Рис. 1 Магнитный резонатор мегагерцового диапазона (“Швейцарский рулетик”) [1]


Первые метаматериалы с магнитным откликом на частотах в районе 20МГц были сконструированы в 1999 году [3]. Резонаторы, из которых состоял материал, представляли собой изолированные друг от друга металлические листы, обернутые вокруг цилиндра радиусом 1 см (рис.1). За явное сходство с известным кулинарным изделием они были названы «швейцарскими рулетиками». Сам метаматериал представлял собой цилиндры, собранные в один пучок. Хотя мегагерцовый диапазон для магнетизма является хорошо освоенной областью (на этих частотах происходит ядерный магнитный резонанс), тем не менее, с изготовлением первого метаматериала было продемонстрировано, что искусственная среда, состоящая из немагнитных элементов, может вести себя как магнитная на частотах вблизи резонансной. Так была открыта дорога к созданию искусственных материалов с микро- и наноразмерными резонаторами и освоению терагерцового диапазона.

К

.
настоящему времени созданы структуры из немагнитного металла (золота) проявляющие магнитные свойства на частоте 100ТГц (длина волны) [4]. Электронное изображение кольцевых резонаторов и их характерные размеры приведены на рис.2.

Интересным свойством таких структур является возможность отрицательной магнитной проницаемости при частотах выше резонансной, когда наведенный в структуре магнитный момент колеблется в противофазе с внешней вынуждающей силой. Как следует из уравнений электродинамики, необходимым условием возможности распространения электромагнитных волн в среде является равенство знаков магнитной и диэлектрической проницаемостей. Поэтому среда с отрицательной магнитной проницаемостью отражает все падающее на нее излучение подобно плазме, которая характеризуется отрицательной диэлектрической проницаемостью . Схожие явления наблюдаются и в традиционных магнитных веществах, ферритах, но в СВЧ диапазоне: наряду с широкой областью вдали от ферромагнитного резонанса, где распространение электромагнитных волн не встречает препятствий (знаки обеих проницаемостей положительны), имеется область вблизи резонанса, где распространение волн невозможно (магнитная проницаемость отрицательна, а диэлектрическая положительна). При этом материал перестает быть прозрачным для излучения и отражает его.


^ Метаматериалы - новая парадигма в оптике

Дальнейшее уменьшение размеров резонаторов с неизбежностью выведет нас в оптический диапазон. Возможность существования материалов, которые на оптических частотах имеют магнитные восприимчивости, существенно отличающиеся от 1, заставляет переформулировать многие из законов оптики, которые были выведены в естественном для традиционной оптики предположении . Подробный анализ этой ситуации приведен в статье [5], мы же ограничимся наиболее яркими примерами:

  1. Обычно применяемое в “немагнитном приближении” соотношение для показателя преломления среды должно быть заменено на .

  2. Условие отсутствия отражения от границы раздела среды, формулируемое ранее как равенство показателей преломления сред (т.е. другими словами, равенство скоростей света в двух средах), теперь запишется в виде равенства волновых сопротивлений: . Подобная ситуация обычна для радиофизики, где существует понятие согласования импедансов (волновых сопротивлений) для волноводов: , являющегося условием отсутствия отражения волны на границе. Однако мысль о том, что равенство скоростей света в граничащих средах более не является достаточным условием отсутствия отражения, воспринимается людьми, специализирующимися в оптике как ломка привычных представлений.

  3. И, наконец, наиболее неожиданное и интригующее следствие новых возможностей, предоставляемых метаматериалами. При упоминании об отрицательных магнитных и электрических восприимчивостях мы не рассмотрели случай, когда магнитная и электрическая восприимчивость одновременно становятся отрицательными. В этом случае распространение волн в среде разрешено (так как выполнено требование равенства знаков магнитной и электрической проницаемости), а векторы электрического поля , магнитного поля и волновой вектор , как следует из уравнений Максвелла:





образуют левую тройку. Это значит, что фазовая скорость направлена противоположно групповой, определяемой направлением вектора Умова-Пойнтинга . Необычные свойства таких сред были предсказаны отечественным ученым В.Г. Веселаго еще в 1966 году [6], им же предложено название “левые материалы” (в иностранной литературе left-handed material). Так из факта противоположности направлений фазовой и групповой скорости следует необычная реализация закона преломления Снеллиуса: луч преломленный расположен в той же полуплоскости относительно нормали к поверхности, что и луч падающий - этого требует условия равенства тангенциальных компонент волнового вектора (рис.3). Запись закона Снеллиуса сохраняется:

,


если формально положить, что показатель преломления отрицательный:

4


. Следствиями отрицательных и являются также необычные реализации эффекта Доплера и Черенкова: доплеровский сдвиг изменяет знак, направление черенковского излучения меняется на противоположное. Формулировки принципа Ферма и формулы Френеля также претерпевают изменения [6].


Левые среды и суперлинза

После ранних работ В.Г. Веселаго интерес к левым материалам сравнительно быстро затух, так как попытки создания веществ с такими свойствами закончились неудачей. Ситуация изменилась в 2000 году, когда были созданы метаматериалы, обладающие свойствами левой среды в гигагерцовом диапазоне, состоящие из тонких проволочек (электрические резонаторы) и кольцевых резонаторов (магнитные резонаторы) [7]. Фотографии этих структур приведены на рисунке 4, их характерный размер составляет величины порядка сантиметра. Как уже говорилось применительно к искусственным магнитным материалам, в настоящее время нанотехнологии позволяют уже вплотную приблизиться к инфракрасному диапазону [4].

^ Рис.4 Метаматериал [7]. Высота структуры 1 см.

Необычный характер преломления в левых средах приводит к тому, что плоскопараллельная пластинка будет действовать как своего рода линза (рис.5). Если положить показатель преломления левой среды равной -1, то лучи от предмета, расположенного перед пластинкой, соберутся после преломления снова: пластинка действует как своего рода зеркало, но изображение в нем получается действительным. Заметим, однако, что, как следует из хода лучей на рисунке 5, линза позволяет получать изображения лишь тех предметов, которые находятся в непосредственной близости от нее на расстоянии не большем толщины пластинки.



^ Рис.5 Плоскопараллельная собирающая линза из материала с отрицательным показателем преломления.

И, наконец, еще одной приятной возможностью, появившейся с приходом метаматериалов, является создание суперлинзы, с помощью которой можно получать изображения, неограниченные дифракционным пределом разрешения [8]. Как известно, традиционная оптика позволяет получать изображения с минимально разрешимым размером деталей равным половине длины волны используемого излучения. С помощью иммерсионных методов можно уменьшить длину волны за счет большего показателя преломления среды, в которую погружается линза, но и это не позволяет значительно продвинуться вглубь дифракционного предела. Основная причина состоит в том, что информация о деталях предмета, размеры которых много меньше длины волны света, содержится в высших пространственных гармониках колебаний на оптической частоте, амплитуда которых убывает по экспоненте с удалением от объекта (нераспространяющиеся моды). Характерная длина, на которой колебания высших пространственных гармоник перестают быть заметными, уменьшается с уменьшением размеров деталей и составляет величину много меньшую длины волны используемого излучения. Качественным прорывом вглубь дифракционного предела стало изобретение сканирующего микроскопа ближнего поля [9], в которой зонд с субволновой апертурой, поднесенный на расстояние меньшей длины волны света, позволял собрать энергию колебаний, заключенную в высших пространственных гармониках оптического излучения. Однако изображение в таком микроскопе создается сканированием зонда над поверхностью образца, что требует значительного времени.

Суперлинза, предложенная авторами [8], представляет собой пластинку серебра Ag (рис.6), отделенного от изображаемого объекта (нанопроволочек из хрома Cr) слоем полиметилметакрилата (PMMA) толщиной, равной толщине пластинки (~40нм). Сверху пластинка серебра покрыта слоем фоторезиста (PR), в котором записывается изображение. Пластинка серебра действует как материал, усиливающий затухающие моды высших пространственных гармоник за счет резонансного возбуждения поверхностных плазмонов. При этом ее диэлектрическая проницаемость отрицательна и приблизительно равна по модулю диэлектрической проницаемости окружающей среды . В отличие от известного явления возбуждения поверхностных плазмонов в среде, у которой, когда усиление происходит в узкой области длин волн вблизи длины волны падающего излучения, в данном случае полоса усиления покрывает широкую область, позволяющую передать информацию о высокочастотных пространственных гармониках на расстояние равной удвоенной ширине пластины: 80нм. Несмотря на скромность данной величины, отметим, что она, все же, намного больше длины затухания, которая для размера деталей в 60нм составляла 11нм. Достигнуто разрешение изображений 60нм при длине волны ультрафиолетового излучения 365нм.



^ Рис.6 Суперлинза, плоскопараллельная пластинка Ag, толщиной 40 нм, создает изображение нанопроволочек хрома (диаметр 60 нм) в слое фоторезиста (PR)

Более подробно о свойствах левых материалов можно прочитать в обзоре [10].


Литература


  1. D.R. Smith, J.B. Pendry, M.C.K. Wiltshire, Metamaterials and negative refractive index Science, 2004, v.305, 788-792.

  2. L. Remer et al, Nonreciprocal Optical Reflection of the Uniaxial Antiferromagnet MnF2, Phys.Rev.Lett., v.56, p. 2752.

  3. J.B. Pendry, A.J. Holden, D.J. Robbins, W.J. Stewart, IEEE Trans. Microwave theory Tech., v.47, 2075 (1999)

  4. S. Linden, C. Enkrinch, M. Wegener et al, Magnetic response of metamaterials at 100TeraHertz, Science, v.306, p.1351-1353 (2004)

  5. В.Г. Веселаго, Электродинамика материалов с отрицательным коэффициентом преломления, УФН, с. 790-794 (2003)

  6. В.Г. Веселаго, О свойствах веществ с одновременно отрицательными значениями диэлектрической и магнитной восприимчивости, ФТТ, т.8, n. 12, с. 3571 (1966)

  7. D.R. Smith, W.J. Padilla, D.C. Vier, S.C. Nemat-Nasser, S. Schultz, Phys. Rev. Lett., 84, 4184 (2000)

  8. N. Fang, H. Lee, C. Sun, X. Zhang, Sub-Difraction-Limited Optical Imaging with a silver Superlens, Science, v.308, p.534 (2005)

  9. D. W. Pohl, W. Denk M. Lanz, Appl. Phys. Lett., 1984, v. 41, p. 651-653.

  10. К. Ю. Блиох, Ю.П. Блиох, Что такое левые среды и чем они интересны? УФН, т.174, n.4, c. 439-447

член редколлегии Бюллетеня

к.ф.-м.н. А.П. Пятаков

Зарубежные сайты и журналы!


Гадолиний – защита от радиации


Редкоземельный элемент гадолиний, относящийся к лантаноидам, обладает интересными свойствами. Это серебристо-белый металл, который встречается в нескольких минералах, ферромагнетик с очень высоким сечением захвата тепловых нейтронов. Сплавы гадолиния с железом, никелем, кобальтом и другими металлами обладают высокой магнитной индукцией и магнитострикцией. Некоторые соли гадолиния сильно парамагнитны, их используют для получения сверхнизких температур при магнитном охлаждении.

Ученые из США (Lehigh University, Sandia National Laboratory, Idaho National Laboratory) нашли еще одно применение этому элементу. Они разработали и запатентовали новый сплав на основе никеля с добавкой гадолиния. Ученые планируют использовать его для более надежного захоронения 50 тысяч тонн радиоактивных отходов в США, которые сейчас размещены в 125 местах в 39 штатах.

Джон Дюпонт, руководитель проекта, утверждает, что новый сплав на основе никеля с добавкой гадолиния лучше, чем другие сплавы поглощает разрушительные нейтроны, излучаемые ядерными отходами. Сплав прошел проверку, для его производства годятся обычные металлургические методы.

Ученые убедились, что добавка гадолиния в сплав на основе никеля сохраняет ковкость, прочность сплава и способность к термообработке. Самая удивительное свойство гадолиния – высокая способность поглощения нейтронов (в 60 раз больше, чем у бора), что даже заметно затрудняет научные исследования магнитных структур гадолиния и его сплавов методами нейтронного рассеяния.

Борированная нержавеющая сталь – это материал, который обычно используется в контейнерах с ядерными отходами. Но она не способна экранировать высокорадиоактивные отходы, которые производятся в некоторых странах.

Это экранирование может выполнять сплав с гадолинием, утверждает Дюпонт.

Были проведены специальные лабораторные исследования, чтобы проверить, какое оптимальное количество гадолиния надо добавить в сплав на основе никеля. Во время проверки ученые перемешивали компоненты сплава, нагревали и плавили смесь, она охлаждалась и затвердевала. Затем сплав вновь нагревали, раскатывали в листы чуть больше сантиметра толщиной и проверяли на прочность и упругость.

«Мы разработали различные сплавы, чтобы определить количество гадолиния, необходимое для получения нужных свойств материала», - говорит Дюпонт. Рекомендуемый сплав получил одобрение ASTM (the American Society of Testing Materials) и the American Society of Мechanical Engineers.

Проверка поглощения нейтронов была проведена в Lawrence Livermore National Laboratory in California.

Справка: Советский ученый Б.Понтекорво впервые измерил сечение рассеяния медленных нейтронов протонами и ядрами и открыл явление аномально большого поглощения тепловых нейтронов ядрами гадолиния и некоторых других редкоземельных элементов.


http://www.eurekalert.org/pub_releases/2005-04/lu-nav040405.php


Магниты в спинтронике


Phys. Rev. Lett. 94, 116601 (2005)


В быстро развивающейся науке - спинтронике биты данных записываются с помощью спина электрона, а не заряда. Спину, направленному вверх, соответствует «1», а спину, направленному вниз, соответственно «0». При разработке приборов, основанных на спиновых свойствах электрона, ученые сталкиваются с серьезной проблемой. Несмотря на то, что спином электрона можно в каком-то смысле управлять, он не все время строго ориентирован вверх или вниз.

Наведенная ориентация спина через некоторое время разрушается из-за взаимодействия электрона с магнитным полем ближайшего окружения. Американский ученый П.-Ф.Браун и его коллеги впервые наблюдали за этими процессами изменения спина в квантовых точках – кластерах атомов размером всего несколько нанометров из полупроводников (арсенида индия и арсенида галлия).

Авторы исследования обнаружили, что начальная поляризация спина таких точек разрушается с периодом полураспада всего 0.5 наносекунд или за половину миллионной миллисекунды, перед тем как вновь стабилизироваться (при величине поляризации, составляющей одну треть от первоначального значения), по крайней мере, на последующие десять наносекунд.

Ученые подчеркивают, что этот процесс можно подавить с помощью внешнего стационарного магнитного поля величиной всего 100 mT. Такое поле можно получить с помощью маленьких постоянных магнитов и увеличить характерное время полураспада до 4 секунд. По мнению исследователей, этот результат может пригодиться при разработке будущих приборов.


http://www.nature.com/materials/nanozone/news/050414/journal/434839a.html

Магнитотаксис и магнитный резонанс


Genove, G. et al. A new transgene reporter for in vivo magnetic resonance imaging. Nat. Med., 11, 450-454 (2005).

Ученые предлагают использовать железосодержащие белки, для того чтобы получить изображения магнитного резонанса без использования синтетических контрастных веществ. С их помощью, вероятно, можно будет наблюдать за работой генов.

Томограф – уникальный мощный прибор, который сегодня широко используется в клиниках для диагностики. Многие исследователи пытались разработать на его основе новые методы, которые бы позволяли контролировать работу генов в живом организме в режиме реального времени. Большинство из них использует для маркировки сложные контрастные составы на основе металлов. Некоторые из них даже эффективны, но имеют общий недостаток: они плохо проникают в ткани организма.

^ Эрик Аренс (Eric Ahrens) из США (Carnegie Мellon University) несколько лет работал над этой проблемой и придумал, как обойти препятствие. “Мне очень интересна природа магнетизма, и я был заинтригован бактериями, которые обладают свойствами магнитотаксиса, то есть, способны ориентироваться в земном магнитном поле”, объясняет ученый. Эти необычные организмы мигрируют вдоль геомагнитных силовых линий с помощью магнитосом - частиц из кристаллического магнитного материала, производимого бактериями. Магнитосомы в целом похожи на сверхпарамагнитные частицы оксида железа, которые применяются для изображения клеток. А есть ли в природе металлопротеины, которые тоже проявляют свойства сверхпарамагнетизма? Этим вопросом Аренс много занимался.

В конце концов, его группа выбрала для исследований металлопротеины из группы ферритинов. Это широко изученный класс белков, которые запасают молекулы железа и играют жизненно важную роль, регулируя уровень этого металла в организме.

В одной из последних статей в Nature Medicine ученые из группы Аренса рассказали о создании аденовируса для замещения человеческого ферритина. В экспериментах in vitro, когда культурные клетки были инфицированы рекомбинационным вирусом, ученым удалось показать, как можно получить ферритин, эффективно заменяющий железо в среде культивирования.

Добавка ферритина, как показали исследования, не оказывает негативного влияния на рост клеток или их жизнеспособность, но позволяет сделать клетки «видимыми» для MRI. Затем группа Аренса продолжила опыты in vivo, впрыскивая вирус в мозг живой мыши. Пять дней ученые наблюдали за ясно очерченной областью на изображениях магнитного резонанса. Картинку можно было видеть еще 39 дней после инъекции.

Ученые надеются, что новый метод можно с успехом использовать для исследования поведения трансгенов вживую. «Вы можете соединить созданный нами маркировочный ген с любым другим интересующим Вас геном, включая терапевтические гены для лечения рака и артрита, чтобы определить, где и когда они будут себя проявлять», - добавляет Аренс.

http://www.nature.com/nmeth/journal/v2/n5/full/nmeth0505-328a.html


Как обуздать спин электрона?


Требования к производительности современных компьютеров растут, но технологии, основанные на использовании кремния, похоже, не успевают угнаться за временем. Многие ученые сегодня считают, что эту нишу займет спинтроника – наука на основе технологий из области наномира, где информацию переносит внутренний спин электрона, а не его заряд, как в обычных чипах.

Если ученым действительно удастся найти подходящий способ для управления спином, то новые приборы на основе спинтроники обеспечат более высокие скорости обработки информации, низкое потребление электрической энергии и много других преимуществ над обычными чипами, включая, естественно, производство квантовых компьютеров.

Физик из Нотр Дама ^ Болдицар Джанко (Boldizsar Janko) считает, что нашел такой способ манипулирования спином. Основная идея заключается в следующем: в новом приборе имеется несколько слоев, каждый - толщиной в десяток нанометров. Базовый слой – из разбавленного магнитного полупроводника арсенида галлия с примесью атомов марганца. Каждый атом марганца дает дополнительный электрон, то есть добавочный спин. Получается полупроводниковый материал, который можно намагничивать, как обычное железо. Над базовым слоем - слой диэлектрика, затем сверхпроводящий слой.

Если такую конструкцию поместить в магнитное поле, направленное перпендикулярно верхнему слою, то оно проникает сквозь слоистую структуру через крошечные трубочки потока (благодаря сверхпроводящей структуре верхнего слоя), так называемые квантовые колодцы. Магнитное поле концентрируется внутри каждой из трубочек наноразмера таким образом, что создает сильно намагниченное пятно на нижнем полупроводниковом слое. Оно уже, в свою очередь, заставляет выстраиваться спины электронов и приводит к скоплению заряда. Области с выстроенными спинами в каждой трубке годятся для кодировки информации.

Электрический ток, протекающий через сверхпроводник, двигает трубку потока в одну сторону (с областью спинов вниз), а ток противоположного направления будет передвигать ее в обратную сторону.

Пока физики проверили свою идею только с помощью компьютерной модели, однако уже в ближайшее время будут проводиться лабораторные эксперименты.

http://www.physorg.com/news3998.html


Как использовать эффект колоссального магнитного сопротивления?


Current Oscillation and Low-field Colossal Magnetoresistance Effect in Рhase-separated Manganites. M. Tokunaga, H. Song, Y. Tokunaga, and T. Tamegai. Phys. Rev. Lett. 94, 157203 (issue of 22 April 2005)

Эффект гигантского магнитосопротивления используют для считывания информации с магнитной среды (например, жесткого магнитного диска или магнитной ленты). А как можно использовать так называемый колоссальный эффект магнитного сопротивления (CMR), относительно недавно обнаруженный в магнитных полупроводниках – эпитаксиальных тонких пленках, антиферромагнитных полупроводниках?

Ученые из токийского университета изучали это явление в соединениях на основе марганца (кристаллы (La1-yPry)0.7Ca0.3MnO3 (y=0.7) и Nd0.5Ca0.5Mn1-zCrzO3 (z=0.03)) и получили интересные результаты.

Электрический ток в таких кристаллах, оказывается, может протекать по самым разным сложным путям, что делает их очень чувствительными к магнитным полям. Компьютерные дисководы должны определять магнитные поля очень маленькой величины, с помощью которых зашифрованы «нули» и «единицы». Считывающая головка опознает эти поля по изменению электрического сопротивления. Поэтому, улучшая чувствительность к магнитным полям, в принципе можно изготовить дисководы большей емкости. Недавно японские ученые преуспели в этой области и сообщили, что можно сильно уменьшить значение магнитного поля, необходимого для значительного изменения сопротивления материала с помощью эффекта колоссального магнитного сопротивления (dH=10-3 При H=1 kOe).

Материалы на основе марганца с CMR могут существовать в двух состояниях: с высоким электрическим сопротивлением и низким. Если вы заморозите кусочек такого материала до определенной температуры, то получите образец с разными областями сопротивления. В области низкого сопротивления атомы марганца выстраиваются в ряд подобно брускам магнита, а электроны выравнивают свои спины по этим атомам, что облегчает движение между соседними атомами. В области же с высоким сопротивлением магнитные моменты направлены во все стороны. В целом сопротивление такого материала остается высоким. Но магнитное поле может выстраивать часть беспорядочно ориентированных атомов и обращать материал в состояние с низким сопротивлением. При достаточно сильном поле они образуют связанные дорожки во всем образце, и сопротивление образца резко падает. Именно это падение сопротивления и называется эффектом колоссального магнитного сопротивления.

В прошлом году ^ Масаши Токунага вместе с коллегами из токийского университета изучали отдельные кристаллы этих материалов. Охлаждение образца вызывает такой же эффект, как наложение магнитного поля. При 77 градусах Кельвина атомы марганца спонтанно выстраиваются, образуя дорожки в образце даже без магнитного поля. Нагревание разрушает это построение, уменьшая область низкого сопротивления. Токунага вместе с коллегами обнаружил, что большой импульс электрического тока приводит к нагреванию путей, по которым течет электрический ток в образце. Он переводит брусок в состояние с высоким сопротивлением. В последней работе японцы показывают, что при низком уровне тока можно «балансировать» на грани между низким и высоким сопротивлением. Если же ток превышает пороговое значение, то магнитное поле (величиной лишь в одну десятую тесла) переводит весь образец в состояние с низким сопротивлением. Это значение поля намного меньше, чем несколько Тесла, необходимые в отсутствие тока.

Новые результаты, тем не менее, не так легко использовать на практике. Эффект CMR физики обнаружили при температуре, намного ниже комнатной. (В противовес этому эффект гигантского магнитного сопротивления, используемый в современных дисководах, наблюдается при комнатной температуре. Хотя сопротивление может изменяться только на одну десятую процента. Причем в данном случае речь идет не об особенных свойствах материала, а о специальной конструкции из тонких пленок).

http://focus.aps.org/story/v15/st15


Что происходит с атомами во время магнитострикции?


При намагничивании изменяются размеры и форма кристаллического тела. Это явление, которое носит название магнитострикции, вызывается изменением энергетического состояния кристаллической решетки в магнитном поле. Но что происходит в это время с атомами? Чтобы приблизиться к разгадке, английские ученые используют рентгеновские лучи, пытаясь «приблизить» картинку происходящего в мире магнитных сил. Им удалось в сто раз улучшить разрешение прежней технологии, что позволит изучать структуру материала с беспрецедентной точностью на атомном уровне.

Рассказывает профессор ^ Майк Гиббс (the University of Sheffield): «Нам было известно, что некоторые магнитные материалы, оказываясь в магнитном поле, удлиняются и сжимаются. Но мы все еще не знаем всех деталей происходящего».

Ученые опирались на метод рентгеновской спектроскопии под названием EXAFS (Extended X-ray Absorption Fine Structure), основанный на обработке протяженной тонкой структуры, наблюдаемой в рентгеновских спектрах поглощения твердых тел или молекул. Этот метод широко используется для изучения структуры вещества химиками, материаловедами, биологами. Современные EXAFS-системы могут определять внутриатомные расстояния с точностью от 0.01 до 0.001 A. В своей работе ученые объявили о дополнительном стократном увеличении возможностей таких систем. Они использовали дисперсный рентгеновский спектрометр в Гренобле (the European Synchrotron Research Facility) и смогли измерить атомные перемещения на уровне фемтометров в сплаве железа и кобальта при магнитострикции. Такие результаты обещают перспективное использование технологии EXAFS и в других областях, например, для использования в источниках синхротронного излучения, для повышения возможностей записи данных, для производства более качественных датчиков в медицине и для нужд систем безопасности.

Улучшение технологии на два порядка означает, что появилась возможность исследовать крошечные изменения в локальном окружении атомов, например, то, как атомы реагируют на изменение температуры, электрического поля, давления и магнитного поля. Теперь можно изучать перемещения, сравнимые с размерами ядра. Такие методы окажутся особенно ценными для изучения материалов, которые трудно исследовать с помощью обычных методов, например, для стекла и тонких пленок. Среди будущих применений новой технологии - компьютерные диски, домашние холодильники, модели ядра Земли, считает Роберт Петтифер (the University of Warwick).

http://www.physorg.com/news4010.html


Солитоны на поверхности магнитной жидкости


Reinhard Richter and I.V. Barashenkov. Two-dimensional Solitons on the Surface of Magnetic Fluids. Phys. Rev. Lett. 94, 184503 of 13 May 2005


Манипулируя магнитом, можно создавать причудливые «заборчики» из холмиков в магнитной жидкости. Впервые ученые наблюдали за такими устойчивыми солитонами (уединенными волнами, сохраняющими свою форму и скорость неизменными при распространении), которым не требовалось постоянного притока энергии.

В простых системах можно видеть удивительно организованные структуры. Например, холмики в перетряхиваемом песке, спиральные волны в растущих колониях бактерий или частокол из «пальцев», вырастающий на кристаллах. С помощью солитонов ученые стремятся повторить такие рисунки в лабораторных условиях, но их очень сложно сделать устойчивыми.

^ Райнхард Рихтер (Bayreuth University in Germany) и Игорь Барашенков (the University of Cape Town in South Africa) сообщили, что они наблюдали за стабильными солитонами в магнитной жидкости. Магнитное поле может поддерживать отдельные холмики на поверхности «супа» из магнитных наночастиц. Это первый пример, говорят ученые, когда не требуется постоянного притока энергии для того, чтобы поддерживать такую структуру. Обычно солитоны легко распадаются, если их не стабилизировать. Для существования солитонов, например, в песке необходим тонкий баланс между постоянной энергетической подпиткой энергии и ее потерями (диссипацией) из-за трения между зернами песка.

Устойчивость нового типа солитонов ученые обеспечили с помощью правильного баланса между гравитацией и магнетизмом. Они налили смесь из керосина и наночастиц (10 нанометров в диаметре) ржавого железа на блюдо и поместили его в магнитное поле. При некотором значении приложенного поля на поверхности образовались холмики, по форме напоминающие шоколадные конфеты Херши. Поле намагничивает жидкость и пытается ее поднять как можно сильнее. Для того чтобы холмики появились, при некотором значении магнитного поля достаточно под блюдом установить небольшой электромагнит. Потом его можно убрать, холмики останутся, хотя внешнее поле остается достаточно слабым. Рихтер объяснил, что ранее существовали только предположения о существовании таких структур, но наблюдать их удалось впервые. «Оказалось, что для того, чтобы получить одиночные изолированные структуры, не нужна диссипация», - добавил ученый.

http://focus.aps.org/story/v15/st18





Магнитные сегнетоэлектрики


Японским ученым удалось синтезировать новый состав, который обладает и ферромагнитными, и сегнетоэлектрическими свойствами. То есть вещество, которое, с одной стороны, в сильном магнитном поле приобретает однородную намагниченность в направлении поля и длительно ее сохраняет (как железо, кобальт, никель, сталь и др.). С другой стороны, это материал, обладающий в определенном интервале температур самопроизвольной (в отсутствие электрического поля) электрической поляризацией. Синтезировать состав Bi2NiMnO6 ученые смогли при высоком давлении.

Сочетание в одном веществе двух интересных свойств – ферромагнитных и сегнетоэлектрических – встречается довольно редко и, естественно, имеет большой потенциал для использования. В настоящее время ведутся активные поиски по подбору таких материалов с наилучшими свойствами для создания конденсаторов и транзисторов оперативной памяти FeRAM. Поскольку направление намагниченности прибора можно переключать, используя электрическое поле, это помогает уменьшить тепло, выделяемое при работе чипа памяти. Это особенно важно, так как в настоящий момент тепловыделение на чипах приводит к существенному разогреву процессоров и снижению их рабочей частоты.

^ Масаки Азума и его коллеги использовали рентгеновскую дифракцию на порошке, чтобы подтвердить, что кристаллическая структура, которую они синтезировали, это деформированный перовскит с ионами Ni2+ и Mn4+ в конфигурации с каменной солью. Шесть пар s2-электронов ионов висмута Bi3+ вместе с ковалентными связями Bi-O обеспечивают сегнетоэлектрические свойства, а связи - Ni2+ - O - Mn4+ - O - Ni2+ - , соответственно, свойства ферромагнетиков. Авторы считают, что такой состав перовскита на основе висмута, когда используется высокое давление для стабилизации деформированных структур, можно использовать с другими ионами переходных металлов в поисках ферромагнитных сегнетоэлектриков.

Используя свой метод, они изготовили составы Bi2CoMnO6 и Bi2CuMnO6, которые оказались ферромагнетиками.

http://www.nature.com/materials/news/news/050526/portal/m050526-1.html


Магнитные датчики: новое из старого


Пол Робертсон и его коллеги работают над новым направлением в области старой сенсорной технологии. Индукционные магнитные датчики работают уже десятки лет и до сих пор используются для создания геологических обзоров (например, для обнаружения неоднородностей магнитного поля Земли), в аэрокосмических инструментах и даже для обнаружения подводных лодок, так как их присутствие влияет на окружающее магнитное поле. Но такие приборы обычно громоздкие, они состоят из катушек, намотанных на магнитные стержни.

Пол и его группа разработали новые методы для производства микроверсий таких индукционных магнитных датчиков. Они чрезвычайно чувствительные, компактные и могут работать в широком диапазоне частот. Благодаря таким свойствам новые датчики, несомненно, найдут новые области применения.

Один из примеров - магнитный микроскоп, в котором магнитный датчик сканирует поверхность предмета, а измеренное магнитное поле изображается в виде картинки на экране компьютера. В современных магнитных микроскопах используются сильно охлажденные сверхпроводящие датчики. Новые миниатюрные датчики могут работать при комнатной температуре и, соответственно, магнитный микроскоп на их основе будет стоить значительно дешевле.

Новые датчики можно использовать для определения дефектов поверхности, для изготовления пропусков и билетов, для поиска фальшивых купюр, то есть, везде, где используется материалы с магнитной записью.

http://www.physorg.com/news4127.html


Обзор материалов подготовлен научным редактором группы АМТ&C

к.ф.-м.н. О.Б. Баклицкой-Каменевой


^ Редакция Магнитного Бюллетеня обращает внимание своих читателей на адрес сайта, ГДЕ МОЖНО НАЙТИ разнообразную учебную и научную литературу по магнетизму на русском языке http://lib.dubinushka.ru/ - ЧИТАЙТЕ!!!

В частности, на сайте представлена электронная версия монографии С.В. Вонсовского «Магнетизм»

Магнитное общество - это некоммерческое объединение специалистов, поэтому ему необходима Ваша материальная поддержка. Общество с благодарностью примет безвозмездную материальную помощь юридических и физических лиц, готовых поддержать уставную деятельность Общества.

^ Добровольные пожертвования и взносы - основной источник финансирования Общества в соответствии с законодательством и Уставом .

Именно благодаря такой помощи издаётся Бюллетень и создан сайт Общества.

Шорыгин М.П.

тел. дирекции МАГО (095) 433-18-07

e-mail: shor@gagarinclub.ru

-e-




Редакция Бюллетеня Магнитного общества обращает внимание своих читателей на вебсайт http://www.ndfeb.ru новостная лента которого содержит постоянно обновляющуюся информацию по самому широкому кругу вопросов, связанных с магнитной тематикой.


^ Для авторов


Редакция Бюллетеня осуществляет быструю публикацию кратких заметок и информации об

оригинальных исследованиях в области магнетизма и его применений, представляющих значительный интерес для членов общества. Объем представляемой работы не должен превышать 3000 символов. Тексты работ принимаются только в электронном варианте в виде файлов изготовленных редакторами Microsoft Word for Windows в формате RTF. Все работы должны быть направлены как приложение к электронному письму по электронному адресу редакции: info@rusmagnet.ru. Редакция осуществляет рецензию полученных работ и оставляет за собой окончательное решение об их публикации в Бюллетене.

____________________________________________

Электронная версия бюллетеня расположена на сайте: http://www.rusmagnet.ru/bulleten.htm


Наш адрес: 117997 Москва, ГСП-7, ул. Профсоюзная, д. 65, Магнитное общество т. (095)9393883, (095)4331807.


^ Редакционная коллегия:

Тишин А.М., Подольский И.Д.,

Шорыгин М.П., Евдокимов А.А.,

Пятаков А.П., Звездин К.А., Тишина Е.Н.


Тираж 500 экз.




^ Основные международные конференции по магнетизму в 2005 г.




^ Дата проведения



Название конференции

Контактная информация

25-30 июня 2005 г.

Moscow International Symposium on Magnetism



Moscow, Russia, http://mism.magn.ru/

M.V. Lomonosov Moscow State University

Alexander Granovsky

Tel/fax: +7 095 939-4787

E-mail: mism@magn.ru


15-17 августа 2005 г.

16th Annual Magnetic Recording Conference

Stanford University, Stanford, California

Dr. Moris Dovek

Phone: 408-934-5625

Fax: 408-034-5400

Moris.dovek@headway.com


19-23 сентября 2005 г.

XV Международная Конференция по постоянным магнитам

(ВНИМАНИЕ ТЕЗИСЫ ПРИНИМАЮТСЯ ДО 1 ИЮЛЯ 2005 г.)

Суздаль, Россия

Сидоров Е. В.

тел. (0922) 35-34-68, тел/факс (0922) 35-35-67; e-mail: ferromag@port33.ru


27-30 Сентября 2005 г.

First International Conference on Magnetic Refrigeration at Room Temperature

University of Applied Sciences of Western Switzerland Madame Katy Winkelmann Route de Cheseaux 1CH-1401 Yverdon-les-Bains
Switzerland Website : http://www.thermag.ch/

Secretary of the Conference:

Tél. : +41 (0)24 557 61 57

e-mail : katy.winkelmann@eivd.ch

24-26 октября 2005 г.


Magnetics 2005

Advancement in Magnetic Applications, Technology & Materials




Indianapolis, USA http://magneticsmagazine.com/mag_conf_callforpres.htm

^ Marsha Hanrahan
marshah@infowebcom.com

30 октября-3 ноября 2005 г.

50th Conference on Magnetism and Magnetic Materials



San Jose, California, USA

http://www.magnetism.org/futureconf.html

28 ноября-2 декабря 2005 г.

2005 Fall Meeting of Materials Research Society (MRS)

Boston, Massachusetts, USA, www.mrs.org

Materials Research Society

Fax: 724-779-8313
E-mail: info@mrs.org










Скачать 400,58 Kb.
оставить комментарий
Дата28.09.2011
Размер400,58 Kb.
ТипДокументы, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Документы

наверх