电磁铁的工作原理

2018年度“亚洲磁学联盟奖”（aums award）于6月4日在韩国揭晓，物理所韩秀峰研究员凭借“基于磁性缘体的磁子阀效应”项目荣获此奖。韩秀峰研究员团队创新性地采用yig磁性缘体作为磁性电、au作为中间层研制出了高质量、新型磁性缘体/金属/磁性缘体(mi/nm/mi)磁子阀结构，并且在该结构中次观测和发现了磁子阀效应(magnon valve effect)，揭示了磁子阀比值主要取决于磁性缘体/金属界面磁子-电子自旋转换效率的原理。[1] 图1：(a) 磁子阀结构、原理和测量示意图(b)-(c) ggg/yig和yig/au/yig区域的透射电镜图该项工作的相关研究进展发表在 phys. rev. lett.[2]，并且作为亮点文章在prl网站页重点推荐。在此我们祝贺quantum design的ppms和microsense vsm用户韩秀峰研究员团队，也祝愿他们今后能够再创辉煌！在上述的研究中，yig作为磁性缘体材料，有着其特的物理性能，其拥有低的gilbert阻尼因子。sun[3]等利用铁磁共振系统对yig薄膜进行了阻尼的测试研究，测出yig的阻尼因子大小约10-4。在对磁性材料的研究中，阻尼因子α是一个比较重要的参数，可以帮助我们提升电路及电子器件的传输效率和传输速度。图2：铁磁共振测试系统主机：phasefmr(常温)；cryofmr(低温)quantum design携手nanosc提供的高精度铁磁共振测试系统，可以快速有效地获取阻尼系数α，以及有效磁矩 meff、旋磁比γ、非均匀展宽δho等动态磁学参数，也可以表征静态磁学性能，如饱和磁化强度ms、各向异性、交换偏置等。该系统基于共面波导技术，无需矢量网络分析仪，可以提供宽频2~40ghz测试，并应用锁相测试技术，大大提高了信噪比，可以测试到1.4nm厚的薄膜。 图3 ：室温测试用共面波导 图4：用于ppms(versalab)铁磁共振样品杆图5：montana低温恒温器升cryofmr铁磁共振测试系统目前该系统可以应用于室温（基于电磁铁平台）、低温（配合ppms、versalab、montana恒温器），在上有包括中国科学院物理研究所、南京理工大学、三峡大学等用户在内的多套设备在运行，并使用该系统在prb等期刊上发表多篇文章。如franco[4]等用铁磁共振测试系统phasefmr对垂直磁化各向异性[cofeb/pd]n多层膜进行了研究，发现有效垂直各向异性随多层重复次数的增加而增大，部分测试数据见图6。 图6：phasefmr用户文章数据铁磁共振测试系统参数如下： 配置 带宽 温度范围 磁场大小phasefmr 2-18ghz 室温 根据电磁铁大小而定phasefmr-40 2-40ghzcryofmr 2-18ghz4-400k:ppms® /dynacool™ 55-400k: versalab™ 10-350k: mi cryostation±9, 14, 16 t:ppms® /dynacool™ ±3 t: versalab™ ±0.7 t: mi cryostationcryofmr-40 2-40ghz 如果您拥有电磁铁平台，快来升铁磁共振测试系统吧！如果您拥有ppms或者versalab，快来升铁磁共振测试系统吧!如果您拥有montana标准型低温恒温器，快来升铁磁共振测试系统吧！如果您也想在squid上进行铁磁共振测试，目前quantum design的工程师正在努力研发中，相信不久后，我们将会为您带来在squid上成功应用fmr的好消息！ 参考文献：[1]中国科学院物理研究所官网http://www.iop.cas.cn/xwzx/snxw/201806/t20180605_5021775.html[2] h. wu, l. huang, c. fang, b. s. yang, c. h. wan, g. q. yu, j. f. feng, h. x. wei, and x. f. han, phys. rev. lett. 120, 097205 (2018)[3] y. sun, h. chang, m. kabatek, y. y. song, z. wang, m. jantz, w. schneider, m. wu, e. montoya, b. kardasz, b. heinrich, s. g. e. te velthuis, h. schultheiss, and a. hoffmann, phys. rev. lett. 111, 106601(2013).[4] a. f. franco, c. gonzalez-fuentes, j. a° kerman, and c. garcia, phys. rev. b 95, 144417 (2017) 相关产品及链接：1、铁磁共振仪（fmr）：http://www.instrument.com.cn/netshow/c221410.htm2、ppms综合物性测量系统：http://www.instrument.com.cn/netshow/c17086.htm3、多功能振动样品磁强计versalab系统：http://www.instrument.com.cn/netshow/c19330.htm4、montana instruments超精细多功能无液氦低温光学恒温器：http://www.instrument.com.cn/netshow/c122418.htm5、超导量子干涉仪器件squid：http://www.instrument.com.cn/netshow/c17093.htm

澳大利亚关于含有磁铁的儿童玩具的强制标准《消费者保护通报No.5含有磁铁的儿童玩具消费品安全标准》将于2010年7月1日正式生效。该强制性标准于2010年2月16日发布，主要采用了澳大利亚新西兰标准AS/NZS ISO 8124.1:2002玩具安全第1部分———机械和物理特性相关的安全方面，及其2号修订件(主要阐述了含危险性磁铁或磁铁部件的玩具的安全要求)。 　　含有细小强力磁铁是一种具有危害性的儿童玩具。儿童若吞下两片磁铁,或在不同时间分别吞下一片磁铁和一片或多片金属片,处在肠内不同区域的磁铁片就可能会隔过胃或肠内壁互相吸附在一起,压碎被夹住的内脏组织,阻止血液流通,酿成严重伤害,造成感染者死亡等事故。鉴于此，澳大利亚规定，自2010年7月1日开始，供应商应确保向澳大利亚提供的所有相关产品已经符合该强制性标准，否则将会被严厉罚款并召回产品。如果玩具含有松散的危险磁铁或磁性部件，其包装和说明书中应含有类似以下的声明：“警告!本产品含有小型磁铁。吞入体内的磁体可能在肠内相互吸附，导致严重感染甚至死亡。如果吞入或吸入磁铁，请立即就医。”此外，玩具中使用的磁铁应具有足够大的尺寸,以防止磁铁被吞入儿童口中。 　　本强制性标准适用于供14岁以下儿童玩耍的含有磁铁的产品，涉及含有磁铁的积木玩具、装饰玩具、磁铁套装玩具等，但不适用于下列产品：运动物品、露营产品、自行车、家用和公共运动场所设备、蹦床、电子游戏件、由燃气或蒸汽发动机供能的模型以及时尚珠宝。 　　统计数据显示，2009年宁波地区出口至澳大利亚的玩具总值近700万美元，其中不少为含有磁铁的儿童玩具，这使出口企业面临严峻的挑战。检验检疫部门提醒生产或出口此类玩具的企业：应加强对最新玩具法规和标准信息的了解，重视安全生产管理，严格按照欧美等发达国家和地区的强制性标准进行生产，加强冲击测试或使用周期测试，保证磁铁不会掉落，以保障儿童的安全。

2014年4月的喜讯： 林崇熙老师为仪器信息网网友贡献核磁共振波谱仪（NMR）系列讲座，已确定三期报告，公益讲座，会议名额有限，请尽快报名。 系 列 时 间 主 题 第一讲 2014-04-28 14:30 核磁共振谱仪的设备或零配件的功能解析 第二讲 2014-05-27 14:30 谱图处理软件Mestrec 与 MestreNova操作实例 第三讲 2014-06-24 14:30 NMR 谱图解析范例 专家介绍： 林崇熙 博士后 北京大学化学与分子工程学院副教授 研究领域和兴趣（部分）： 核磁共振的应用利用核磁共振的 2D、变温、多种核素检测技术研究化学反应的机理 探讨简易核磁碳谱在各种溶液体系中定性与定量分析的应用 科技部十五科研攻关项目&mdash &mdash 以NMR检测手性化合物e.e.值与绝对构型的研究； 国家自然科学基金科研项目&mdash &mdash 氮叶立德化学三苯基吡啶叶立德的化学研究以及官能基团转换反应的应用探讨。 系列讲座详细介绍： 讲座名称：核磁共振谱仪的设备或零配件的功能解析 时间：2014-04-28 14:30 课程介绍： 核磁共振NMR设备的功能与小故事,磁体、探头,、液氦液氮添加管路, 气路_空压机,电脑软件硬件, 联网, 变温配件, 转子-样品管。 如：磁体方面, 介绍其作用与原理, 生产磁体的公司,永久磁铁/电磁铁/超导磁铁三种磁铁的比较 顺便叙述磁场对生物的影响情况。 探头方面: 介绍多种探头的不同功能, 有二核/四核探头, 宽带探头, 低频探头, 低温探头, 微量探头, 反相探头, 正相探头, 二合一探头等. 顺便叙述碎管情况的探头处理。 讲座名称：谱图处理软件Mestrec 与 MestreNova操作实例 时间：2014-05-27 14:30 课程介绍： 重点范例介绍: Mestrec470 与 MestreNova8.0； 以及打开此二种软件程序和实例操作演示谱图的处理步骤； 操作内容包括: 氢谱的完整处理, 放置结构图与标定归属, 安插放大图, 拷贝到 words 文档 用MestrecNova 处理多种二维谱的演示； 备注：参加本次讲座人员, 可以下载获得此二软件。 讲座名称：NMR 谱图解析范例 时间：2014-06-24 14:30 课程介绍： 1、本次报告首先花几分钟时间快速回顾 part 1 的 "正确的解谱步骤", 和一些代表性谱图. 2、提供了上百个不同化合物具有特色的谱图范例 3、叙述与讨论几套含有完整的 H/ C/ 多种二维谱的范例 4、实例进行几个复杂化合物的谱图解析步骤 会议报名方式：点击链接马上报名或搜索讲座名称进行报名。