磁晶各向異性

晶體具有磁化易軸（easy axis）和難軸（hard axis），在晶體的不同晶向上，磁性能不同，稱為磁晶各向異性。

基本介紹

• 中文名：磁晶各向異性
• 外文名：Magnetocrystalline anisotropy
• 衡量因素：磁晶各向異性常數
• 含義：晶軸方向容易磁化和不容易磁化
• 相關概念：K、Fk、Hk

簡介

磁晶各向異性

定義：單晶體中原子排列的各向異性往往會導致其許多物理和化學性能具有各向異性，磁性為其中一種。如圖所示，單晶體沿不同晶軸方向上磁化所測得的磁化曲線和磁化到飽和的難易程度不同。即，在某些晶軸方向的晶體容易磁化，而沿某些晶軸方向不容易磁化，這種現象稱為磁晶各向異性。

磁晶各向異性的強弱用磁晶各向異性常數衡量。

Fe、Ni、Co中的磁晶各向異性

起因

自旋軌道耦合（spin-orbit interaction）是磁晶各向異性產生的主要來源。電子的軌道運動與晶體場之間的相互作用是產生磁晶各向異性的第一因素，其次，磁偶極子間的相互作用為第二因素。

相關概念

（1）磁晶各向異性常數K

磁晶各向異性的大小用磁晶各向異性常數K來衡量。對於立方晶體，磁晶各向異性常數可以這樣定義：單位體積的鐵磁單晶體沿[111]軸與沿[100]軸飽和磁化所需要的能量差。

（2）磁晶各向異性能Fk

通常最容易磁化的晶軸方向稱為易磁化方向，所在的軸稱為易磁化軸；與之相反的是難磁化方向和難磁化軸。晶體在磁化過程中沿不同晶軸方向所增加的自由能不同，通常沿易磁化軸方向最小，沿難磁化軸方向最大。我們稱這種與磁化方向有關的自由能為磁晶各向異性能。（注意與磁各向異性能相區別）

（3）磁晶各向異性場Hk

磁晶各向異性場是一種等效場，其含義是當磁化強度矢量偏離易磁化軸方向時好像受到沿易磁化軸方向的一個磁場作用，使它恢復到易磁化軸方向。

各向異性的溫度相關性

磁晶各向異性常數非常依賴於溫度，一般而言，磁晶各向異性常數會隨著溫度的增加而快速降低，至居里溫度（）時為各向同性。某些材料還具有各向同性點，。磁鐵礦（）是一種重要的磁性礦石，它具有一個130K的各向同性點。