硫

[拼音]：cidian xiaoying

[英文]：magnetoelectric effect

包括電流磁效應和狹義的磁電效應。電流磁效應是指磁場對通有電流的物體引起的電效應，如磁阻效應和霍耳效應；狹義的磁電效應是指物體由電場作用產生的磁化效應或由磁場作用產生的電極化效應如電致磁電效應或磁致磁電效應。

磁阻效應

外加磁場後，由磁場作用引起物質電阻率的變化。對於非鐵磁性物質，外加磁場通常使電阻率增加，即產生正的磁阻效應。在低溫和強磁場條件下，這效應顯著。對於單晶，電流和磁場相對於晶軸的取向不同時，電阻率隨磁場強度的改變率也不同，即磁阻效應是各向異性的。

鐵磁體在居里溫度以下，其磁阻效應與非鐵磁體的不同。以圖1給出的多晶鎳棒的實驗資料為例。在弱磁場下的技術磁化區，電阻率的相對變化

有較大的值。電流與磁場平行時

具有正號。而電流與磁場垂直時

具有負號。在順磁磁化過程存在的強磁場區，

和

都伴隨真實磁化強度增加而減少。

鐵磁單晶的磁阻效應也是各向異性的，

值的大小與電流和磁化強度相對於晶軸的取向有關。

霍耳效應

在磁場中，通有電流的物體，沿著垂直於與電流和磁場方向產生電場，導致出現電位差的現象。原因是由於運動載流子受到磁場的作用。

霍耳效應產生的霍耳電場與電流密度

J

、磁通密度

B

的關係為

E

＝RH(

B

J

)， (1)

式中RH稱為霍耳係數。與導體的電導率σ、載流子的遷移率μ有如下關係

。 (2)

對鐵磁物質，霍耳電場

E

由樣品的磁化強度

M

決定

E

＝RI(

M

J

)， (3)

式中鐵磁體的霍耳係數RI一般比非鐵磁體的霍耳係數RH大。除此之外，鐵磁體、亞鐵磁體和反鐵磁體的霍耳係數與溫度的依賴關係表現出很多反常現象。

狹義的磁電效應

在一些磁性物質內，可能產生與外加電場

E

成正比的磁化強度

M

或與外加磁場

H

成正比的電極化強度

P

，這種現象統稱作磁電效應。前者稱作電致磁電效應，後者稱作磁致磁電效應。

當同時外加電場

E

和磁場

H

時，物體的磁化強度

M

、極化強度

P

和

E

、

H

二者有關

， (4a)

， (4b)

其中ⅹm、ⅹe分別為材料的磁化率和電極化率，αme和αem則分別為材料的磁致磁電化率和電致磁電化率。其中ⅹm、ⅹe、αme、αem通常都是張量。

Л.Д.朗道和E.М.慄弗席茲根據熱力學和對稱性理論預言，在自旋有序的磁性物質內，可能存在磁電效應。1960年Д. H.阿斯特羅夫最先在實驗中觀察到反鐵磁體Cr2O3單晶的電致磁電效應。1961年G.T.拉多和V.J.福倫又觀察到Cr2O3單晶的磁致磁電效應。圖2給出Cr2O3單晶的電致磁電化率隨溫度變化的實驗資料與理論計算結果的比較。當溫度升高到磁有序溫度以上時，Cr2O3晶體由反鐵磁性轉變為順磁性後，磁電效應隨之消失。其中(αem)〃和(αme)寑指外加電場平行和垂直於Cr2O3的三角晶軸時的電致磁電化率。