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阿羅特圖

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考慮簡單平均場鐵磁相變的阿羅特圖。注意到此圖以 M3 為縱軸,H 為橫軸,與一般定義的阿羅特圖(以 M2 為縱軸,H/M 為橫軸)等價。

凝聚體物理學中,阿羅特圖Arrott Plot),或稱為Arrott圖Arrott曲線,是以材料的磁化強度的平方()為縱軸,外部磁場與磁化強度的比例()為橫軸所作的圖像,其中的每條曲線都對應著某一特定的溫度。阿羅特圖可以簡單地測定材料的鐵磁相關的性質[1][2]。阿羅特圖由美國物理學家安東尼·阿羅特(Anthony Arrott)在1957年提出[3],被用作一種研究材料磁性的手段。

理論

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基於金茲堡-朗道方程式對於磁性的平均場圖像,鐵磁性材料在相變點附近的自由能可以寫作:

其中 既為磁化強度,也是方程式的序參量(order parameter); 表示外部磁場, 為臨界溫度, 是和材料相關的常數。

當自由能取極小值時可得以下的關係式:

其中 是和溫度相關的無因次量

應用

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如果在不同的溫度下繪製 相關於 的曲線,中間的一條通過原點的直線所對應的溫度即為臨界溫度。因此,如果某材料有鐵磁相,阿羅特圖就可以用於確定該材料相變的臨界溫度。[4]

參見

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參考資料

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  1. ^ Yeung, I.; Roshko, R.; Williams, G. Arrott-plot criterion for ferromagnetism in disordered systems. Physical Review B. 1986, 34 (5): 3456–3457. Bibcode:1986PhRvB..34.3456Y. doi:10.1103/PhysRevB.34.3456. 
  2. ^ du Trémolet de Lacheisserie, E. (編). Magnetism. Springer. 2005. ISBN 978-0-387-22967-6. 
  3. ^ Arrott, A. Criterion for Ferromagnetism from Observations of Magnetic Isotherms. Physical Review. 1957, 108 (6): 1394–1396. Bibcode:1957PhRv..108.1394A. doi:10.1103/PhysRev.108.1394. 
  4. ^ Hadimani, R. L.; Melikhov, Y.; Snyder, J. E.; Jiles, D. C. Determination of Curie temperature by Arrott plot technique in Gd5(SixGe1−x)4 for x>0.575. Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2008, 320 (20): e696–e698. Bibcode:2008JMMM..320E.696H. doi:10.1016/j.jmmm.2008.04.035.