铁磁共振实验报告.doc
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1、铁磁共振 实验目的: 学习使用传输式谐振腔法研究铁磁共振现象,测量YIG小球(多晶)的共振线宽和g因子。实验原理:当外加稳恒磁场B时,铁氧体对微波的吸收剧烈变化,在处吸收最强烈,成为共振吸收,此现象极为铁磁共振。这里为微波磁场的角频率,为铁磁物质的磁旋比。 铁磁共振试验通常采用谐振腔法,该法灵敏度高,但测量频率较窄。本试验用传输式谐振腔,其传输系数与样品共振吸收的关系简单,便于计算,但难以用抵消法提高灵敏度。将铁氧小球置于谐振腔微波磁场的最大处,使其处于相互垂直的稳恒磁场B和微波磁场Hm中,保持微波发生器输出功率恒定,调节谐振腔或微波发生器,使谐振腔的频率与微波磁场的频率相等,当改变B的大小时
2、,由于铁磁共振,在谐振腔始终调谐时,在输入功率不变的情况下,输出功率为:(为腔的品质因数)。因而的变化可通过的变化来测量。然后通过P-B曲线可得。必须注意的是,当B改变时,磁导率的变化会引起谐振腔谐振频率的变化(频散效应),故实验时,每改变一次B都要调节谐振腔(或微波发生器频率),使它与输入微波磁场的频率调谐,以满足上式的关系,这种测量称逐点调谐,可以获得真实的共振吸收曲线,如图2.3.2-5,此时,对应于B1、B2的输出功率为 式中P0、Pr、和P1/2分别是远离共振点、共振点和共振幅度半高处对应的输出功率。因此根据测得曲线,计算出P1/2,即能确定出。试验时直接测量的不是功率,而是检波电流
3、I。实验内容: 1. 调节微波发生器,使谐振腔与发生器输出微波信号调谐,利用仪器的波长表测出谐振频率f。2. 用非逐点调谐测出检波电流I,和励磁电流得到B,作I-B曲线,计算g因子。3. 用示波器观察共振图象。1. 数据处理:1. 测出谐振频率f:a)测量数据: L/mm3.4903.4883.487 3.4853.4853.488b) 计算:求平均值 3.486mm,查波长表可得谐振频率为f=8891MHz2. 用非逐点调谐作I-B曲线,计算g因子:a) 测量数据: 励磁电流A磁场(升)/mT检波电流升uA励磁电流A磁场(降)/mT检波电流降uA0.002.155.00.004.054.50
4、.0512.555.00.0519.9 54.50.1020.055.00.10 29.0 54.50.1530.055.00.15 37.0 54.50.2039.955.00.20 44.0 54.50.2648.0 55.50.25 53.0 54.50.3057.0 55.50.29 61.0 55.00.35 62.0 56.00.35 71.0 55.00.40 71.0 56.50.39 80.0 55.00.45 80.0 57.00.45 86.0 56.00.50 88.0 56.50.49 95.0 56.00.56 98.0 57.00.55 102.0 56.00.6
5、0 104.0 57.00.58 109.0 56.00.65 113.0 57.00.65 120.0 56.00.70 121.0 57.50.70 130.0 56.00.75 130.0 57.00.75 139.0 56.00.80 139.0 57.00.78 142.0 56.00.85 146.0 56.50.85 157.0 55.00.90 155.0 57.00.90 161.0 55.00.95 161.0 57.00.95 170.0 55.51.01 172.0 56.01.00 180.0 54.01.05 179.5 56.01.05 189.0 54.01.1
6、0 188.0 55.01.09 197.0 53.51.15 196.0 54.01.14 200.0 54.01.20 202.0 54.01.20 210.0 53.01.25 211.0 54.01.25 219.9 53.01.30 220.0 53.01.30 228.0 51.51.35 228.0 53.01.35 238.0 51.01.40 237.0 51.51.40 242.0 50.01.45 242.0 51.01.44 251.0 49.01.50 251.0 49.01.50260.0 46.01.55 260.0 47.01.55 268.0 43.51.60
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