铁磁共振实验报告

1、实验报告0406 李季 PB04210049实验题目：铁磁共振实验目的：本试验要求学习用传输式谐振腔法研究铁磁共振现象，测量YIG小球（多晶）的共振曲线和g因子。实验原理：铁磁共振：在微波波段，只有铁氧体对微波吸收最小。当满足一定条件时， 铁磁性物质从微波磁场中强烈吸收能量的现象称为铁磁共振。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 .0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

2、。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-.0相等，当改变B的大小时，由于铁磁共振，在谐振腔始终调谐时，在输入功率Pin （%）不变的情况下，输出功率为:Pout （0）戸4Rn （ 0）Q e1Q e2Ql2Pout （°）兀Q： （ Ql为腔的品质因数）。因而Ql的变化可通过Pout的变化来测量。然后通过P-B曲线可得.：B。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（

3、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232-5，此时，对应于 B、R的输出功率为4Po. 2(vPo Pr1)式中P。、Pr、和R/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 Pi/2，既能确定出：B 。OH &為图23.2-5输岀功宰与B的艾系试验时直接测量的不是功率，而是检波电流I。数据处理：1.通过波长求解微波频率123456波长(mm)2.9412.9402.9412.9402.9402.940频率(MHz)90029001900290019001由上表求

4、得微波频率n1 1-9002+9001+9002+9001+9001+9001=9001.33 MHzn i 土 6标准差:;二:厂(fi - f)2/(n -1)=0.516可得的标准差为匕二二 / ' n =0.211A类不确定度为=tp=1.11=0.23-B ：-0'-的不确定度为U = ： A =0.23P=0.68nP=0.68微波频率为：,=(9001.33 _ 0.23) MHZP=0.682.用非逐点法调谐法测出I-B曲线第一组数据(正向由小到大测量)励磁电输出磁感应励磁电输出磁感应|励磁电输出磁感应流 I0/A电 流强 度流电流强 度流 I0/A电 流强 度

5、1/uAB/mTl°/AI/uAB/mTI/uAB/mT0.0050.03.110.9553.51751.7632.33120.0550.011.81.0053.2175.21.7828.23160.1050.220.21.0553.01841.8026.63200.1551.0291.1052.81941.8224.0320.80.2051.037.51.1552.42011.8419.9321.60.2551.7461.2052.02101.8619.0325.40.3052.055.51.2551.6217.51.8919.9335.60.3552.2641.3051.0226

6、1.9232.0339.80.4052.672.81.3550.42351.9550.53410.4553.681.91.4049.7242.51.9864.03470.5053.890.91.4549.02512.0170.0352.80.5554.098.81.5047.72612.0272.0354.60.6054.01061.5546.52752.0572.83600.6554.01151.6045.02812.1273.0376.60.7054.01251.6542.02912.1572.53790.7553.81351.6841.1296.42.1872.5380.20.8053.

7、61451.7039.03002.2072.23810.8553.51501.7237.03042.2571.53910.9053.61591.7435.03082.2871.3405.4第二组数据（反向由大到小测量）励磁电输出磁感应励磁电输出磁感应励磁电输出磁感应流 I0/A电 流强 度流 I0/A电 流强 度流 I0/A电 流强 度1/uAB/mTI/uAB/mTI/uAB/mT2.3077.54001.7448.2308.20.8570.41592.2578.53911.7054.03010.8070.61502.2079.23821.6557.22920.7570.81402.1779

8、.8380.21.6059.22830.6970.8134.82.1580.53791.5562.02790.6571.01222.1081.13701.5063.02700.5971.0113.22.0582.03611.4564.52600.5571.11062.0080.53521.4065.32510.4571.0901.9777.93461.3566.02410.4070.9801.9572.03421.3067.02360.3570.2721.9254.0340.21.2567.62270.3070.0621.9049.03391.2068.0219.90.2569.9551.88

9、42.03351.1468.22080.2069.7421.8635.43311.1069.02000.1569.7331.8236.5323.61.0569.41910.1069.7261.8040.03201.0069.81820.0470.015.51.7841.53160.9570.01770.0070.03.51.7547.63100.9070.0I66由原始数据绘出I B图像第一组数据点第二组数据点 200300X B/mT计算.：B和g因子由第一组数据的曲线可知10、63.5A, lr 19A, Br 325.4 mT由图可知：=B :- 23mT可求得：11g = 2二 vh / JB Br6_343=2 3.149001.33101.0510/(325.4105.788101.610)1.97由第二组数据的曲线可知：I。 76.5 -I A, lr、48.2A, Br308.2 mT2 I I可得：l1/2 二一 =59.14 JAI。+lr由图可知：二B :' 27 m