铁磁相变被证明不再是二级（连续）相变
来源：西安交大前沿科学技术研究院| 作者：admin| 发布时间：2008-11-30| 浏览：
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MMRC已毕业杨森博士在日本物质材料研究所从事博士后研究期间，从实验和理论上证明铁磁物质所发生的铁磁相变是一级（不连续）相变，而不是目前认为的二级（连续）相变。这一重要研究成果改变了磁学界一个世纪以来对铁磁相变的看法，近日已发表在2008年11月25日出版的Phys. Rev. B上。
众所周知，自然界中一些重要现象（比如铁磁、铁电、超导现象）都要经过相应的相变而产生，在相变理论中可统一用序参量来描述。热力学根据序参量在相变转变点的连续情况，将相变分为一级（不连续）和二级（连续）相变。尽管，实验和理论表明大多数相变（比如水结冰）为一级相变，但是经典铁磁学认为铁磁物质在其居里温度点的顺磁－铁磁转变是二级相变，特别是对Ni、Fe、Co这三种典型铁磁金属和CoFe2O4铁氧体的铁磁相变更是被看作二级相变的完美范例。因此，二级铁磁相变是理解现代磁学的基础，目前各种教科书和出版物广为采纳二级铁磁相变这一观点。
我们最新的高精度实验表明上述典型“二级”顺磁—铁磁转变在相变过程中没有表现出相应的二级相变的特征，相反而是表现出相变热滞后和相变潜热等一级相变的特征。正如图1中高精度电阻测量所示，Ni、Fe磁性金属和CoFe2O4铁氧体的铁磁相变明显存在热滞后，与已知一级铁电相变（BaTiO3）相同。进一步的Landau唯象理论分析表明，一级铁磁相变来源于磁化强度和应变的耦合作用；这种磁机耦合作用不仅使铁磁相变转变为热力学上的一级（不连续）相变，而且还引起的晶体结构的变化（即铁磁相变亦是一结构相变）；这一结构变化已被我们利用同步辐射X射线衍射分析证明（见图一，PRB, 77, 014407）。
铁磁相变是热力学上一级相变的证实首先将改变磁学界一个世纪以来对铁磁相变是完美二级相变的看法，从而促进铁磁学的基础理论研究和发展；此外，它为寻找具有高磁响应（如巨磁电阻效应，巨磁热效应等）材料提供了理论依据。 |
