浙大PRL 介于爱因斯坦-德哈斯效应的磁弹性动力学

对于微小粒子而言，它们的磁场和转动矩是相关的，为了满足角动量守恒定律，在铁磁体磁化过程中因磁矩改变而失去的自旋角动量转化为机械角动量，由此诱发铁磁体的机械转动，这种现象称为爱因斯坦-德哈斯效应。这一效应反映了量子力学中的自旋角动量和经典力学中的转动角动量具有相同的本质，同时也为安培假设磁性来源于电子电荷作为圆周运动提供了依据。早期研究人员采用基于爱因斯坦-德哈斯效应的实验来测量各种铁磁材料的旋磁比。

基于爱因斯坦-德哈斯效应，如果铁磁体中局部磁化发生改变，在铁磁弹性体内会产生随时间变化的局部体力。在瞬时局部体力偶的作用下，铁磁弹性体的局部动态变形会以弹性波的形式向弹性体其它部分传播。

根据模拟得到的不同旋磁比情况下的位移幅值，得到位移幅值与旋磁比之间的反比关系，并通过最小二乘拟合得到了描述二者之间定量关系的公式，为后来的实验上可以用来测量非线性铁磁材料的旋磁比指标提供了一个重要的理论基础。

该项工作基于爱因斯坦-德哈斯效应，建立了包含体力偶和偶应力的磁弹性动力学方程，结合微磁学理论发展了包含角动量守恒的铁磁材料相场模型。与传统基于磁致伸缩的相场模型不同，该工作发展的相场模型考虑了磁化变化产生的体力偶，可用于预测铁磁材料中局部磁化改变由爱因斯坦-德哈斯效应所产生的磁弹性动力学行为。研究结果表明，相场模型能够有效描述铁磁材料的体重偶，并且与实验结果吻合较好。

（编辑：银川站长网）

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