Пьезомагнетизм.

Возникновение в веществе спонтанного магнитного момента при наложении упругих колебаний названо пьезомагнитным эффектом. Пьезомагнетизм может существовать только в антиферромагнетиках и ферромагнетиках и принципиально не возможен в пара и диамагнетиках. Термодинамическое рассмотрение вопроса о пьезомагнетизме основывается на выделении и изучении в разложении термодинамического потенциала Ф членов, линейных по магнитному полю Нi и по одной из компонент тензора упругих напряжений :

Если все преобразования магнитной симметрии данного кристалла оставляют инвариантными хотя бы один член в этом выражении, то соответствующий коэффициент (модуль пьезомагнетизма) будет отличен от нуля и в кристалле будет возникать пьезомагнитный момент .

Симметрийный анализ позволил установить все классы магнитной симметрии, которые допускают пьезомагнетизм. Их оказалось 66, и для всех был найден вид тензора .

Благодаря симметрии тензора пьезомагнитные тензоры могут быть представлены в виде матриц 3 * 6, а число таких матриц равно 16.

К ферромагнетикам относятся: Fe2O3, FeCo2, MnF2. Антиферромагнетики: CoF2, FeF2.

Из формулы видно, что наряду с пьезомагнетизмом должен существовать обратный эффект - линейная магнитострикция, при которой компоненты тензора деформаций линейно связаны с магнитным полем. Знак линейной магнитострикции, как и в случае пьезомагнетизма, зависит от знака вектора L, характеризующее образовавшееся доменное состояние образца. При исследованиях было обнаружено, что в магнитном поле знак магнитострикции может скачком изменяться, что указывает на индуцированное полем скачкообразное изменение доменной структуры антиферромагнетика (поворот вектора антиферромагнетизма L на 1800). Линейная магнитострикция наблюдалась также при спин-переориентационных переходах, например, в ортоферритах (YFeO3, DyFeO3) и ортохромитах (YCrO3). В этих соединениях в определенном интервале значений температуры направление антиферромагнитного вектора L плавно изменяется от одного кристаллографического направления к другому. При этом, как показывает симметрийный анализ, должна наблюдаться линейная магнитострикция, приводящая к моноклинному искажению орторомбической или кубической решетки. Усилие исследований были направлены на понимание (преобразование) процесса изменения кубической решетки в додекаэдральную, через поиск определенного носителя Генератора “Темной материи”, при максимальной его эффективности.

Пьезоэлектрики.

Вещества, в которых при определенных упругих деформациях (напряжениях) возникает электрическая поляризация даже в отсутствии электрического поля (прямой пьезоэффект) - это пьезоэлектрики. Следствием прямого пьезоэффекта является обратный пьезоэффект - появление механических деформаций под действием электрического поля.

Пьезоэлектрические свойства были обнаружены более чем у 1500 веществ.

Пьезоэффекты наблюдаются только в кристаллах, не имеющих центра симметрии.

При появлении других элементов симметрии (в результате механической деформации) пьезоэффект может либо пропасть, либо остаться только в некоторых направлениях.