凝聚态物理学中,阿罗特图Arrott Plot),或称为Arrott图Arrott曲线,是以材料的磁化强度的平方()为纵轴,外部磁场与磁化强度的比例()为横轴所作的图像,其中的每条曲线都对应着某一特定的温度。阿罗特图可以简单地测定材料的铁磁相关的性质[1][2]。阿罗特图由美国物理学家安东尼·阿罗特(Anthony Arrott)在1957年提出[3],被用作一种研究材料磁性的手段。

考虑简单平均场铁磁相变的阿罗特图。注意到此图以 M3 为纵轴,H 为横轴,与一般定义的阿罗特图(以 M2 为纵轴,H/M 为横轴)等价。

理论

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基于金兹堡-朗道方程对于磁性的平均场图像,铁磁性材料在相变点附近的自由能可以写作:

 

其中   既为磁化强度,也是方程的序参量(order parameter);  表示外部磁场,  为临界温度,   是和材料相关的常数。

当自由能取极小值时可得以下的关系式:

 

其中   是和温度相关的无量纲量

应用

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如果在不同的温度下绘制   相关于   的曲线,中间的一条通过原点的直线所对应的温度即为临界温度。因此,如果某材料有铁磁相,阿罗特图就可以用于确定该材料相变的临界温度。[4]

参见

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参考资料

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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. (编). 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.