자기이방성

자기이방성

 

자기이방성이란?

 

 자기 이방성은 물체의 응축 물질 물리학에서 자기적 특성이 방향에 따라 어떻게 다른지를 설명하는 개념입니다. 가장 간단한 예로는, 물체의 자기 모멘트에 대한 우선적인 방향이 없는 물질을 생각할 수 있습니다. 이러한 물질은 외부에서 인가되는 자기장의 방향에 무관하게 항상 같은 방식으로 외부 자기장에 대해 반응합니다. 이러한 특성을 가지는 물질은 자기 등방성 물질이라고 할 수 있습니다. 이와 다르게, 자기 이방성 물질은 특정 방향에 대해 다른 자기적 특성 또는 자기적 반응을 나타내는 물질로, 물체가 특정 방향으로 회전함에 따라 더 자화되기가 쉬울 것이라고 생각할 수 있습니다.

 대부분의 자기 이방성 재료의 경우, 재료를 자화하기 쉬운 두 가지 방향이 있습니다. 이 두 방향은 서로 180°의 관계를 가지고 있고 이 방향과 평행한 방향을 easy axis라고 부릅니다. 이 easy axis는 자발적인 자화가 일어나기에 에너지적으로 유리한 방향입니다.

 

자기이방성과 히스테리시스

 

 참고로 자기 이방성은 강자성체의 히스테리시스를 위한 전제 조건입니다. 만약 자기 이방성이 없다면, 그 강자성체는 초상자성입니다.

 

자기이방성의 원인

 

 어떤 물질에서 관찰되는 자기이방성은 여러가지 원인이 있을 수 있습니다. 대체적으로, 이러한 자기이방성은 한 가지 요소에 의한 것이 아니라 여러가지 복합적인 요소의 결합으로 관찰되는 현상인 경우가 많습니다.

 

1) 결정학적 자기이방성 : 결정의 원자구조가 자화에 유리한 방향을 만듦

2) 형상 자기이방성 : 입자가 완벽하게 구형이 아닌 경우 반자화장(demagnetization field)는 모든 방향에서 동일하지 않기 때문에 적어도 하나 이상의 easy axis을 만듭니다.

3) 자기탄성적 이방성 : 장력은 자기적 특성을 변화시켜 자기 이방성을 유발할 수 있습니다.

4) 교환 바이어스(Exchange bias 또는 exchange anisotropy) : 반강자성 물질과 강자성 물질이 상호작용하면 일어납니다.