正鐵氧體
斜方晶系，分子式為RFeO3的鐵氧體。其中R為Tm、Lu、Yb、Er、Ho、Y、Nd、Sm、Eu等稀土元素。具有單軸各向異性、光學透明性和很強的法拉第效應。可用作磁泡材料，主要採用液相外延法、氣相外延法、濺射法、共沉澱法製備磁泡膜。其泡徑比稀土石榴石鐵氧體的大，溫度穩定較差。製作磁泡存儲器可用於飛行記錄器、終端機、電話交換機、機床、機器人等。
中文名:正鐵氧體
外文名:orthoferrite
別 名:鈣鈦礦型鐵氧體
化學式:AFeO3
晶 系:正交晶系
應 用:磁泡材料
目錄
稀土正鐵氧體
(稀士)正鐵氧體晶體結構和分子式與天然鈣鈦石CaTiO3相類似的鐵氧體。分子式為RFeO3，式中R為釔等稀土元素,實際應是稀土正鐵氧體。已研製過的有釔、釓、釤、鋱、釹、鑥、鈥、鉺、鐿、銩、鏑以及釓釤鉺釤(混合型)等稀土正鐵氧體。R不為稀士元素的其他形式的正鐵氧體，不具鐵磁性或亞鐵磁性，不在通常的磁性材料之列。屬正交晶系，其中O2-占據面心位置，Fe3+占據體心位置，R3+占據頂點位置。具有單軸各向異性，可用作磁泡材料，但磁性較弱，產生的泡徑較大，遷移率較低，是早期用於磁泡技術的材料，現已被稀土石榴石材料所替代。 [1]
釔正鐵氧體的形核
根據控制形核的原則，如果以旋轉橢球體形式的擇優晶體一旦完全磁化到飽和，那麼在所採用的反向磁場中，原則上根本不出現磁疇。由於這種條件是均勻的整體材料，所以就轉換行為而言，轉動將連續進行並且任何尺寸的晶體都將是「單疇粒子」。對於具有高單軸各向異性的球狀晶體和平行於易磁化軸的外加磁場說來，轉換場或矯頑力將始終為2K/I，在實際尺寸的晶體中，反向發生在比這個各向異性場低得多的磁場中，這一很普通的觀測結果其本身就是形核的證據，這即意味着形核與外形或內部結構的缺陷有關。
不太容易弄清的是在哪種材料或樣品中涉及到形核，高矯頑力同磁疇的形核肯定有密切聯繫的一種材料是釔正鐵氧休，其形式為直徑方1毫米的單軸單晶體，此時，多疇有最低的能量分市。此外，這種樣品可以作為永久磁鐵應用，即用於靠晶體產生的轉矩來測量磁場的儀表中。低值飽和磁化強度對於高磁場測量效果較小，很重要的性質是具有極高的K/I比值，這就保證磁化強度實際上不受被測磁場的影響，而造成線性比例的增加。
Sherwood等(1959 )指出，儘管在退磁的釔正鐵氧體中實質上在1奧斯特的磁場下就產生了疇壁移動，但是在飽和後，1000奧斯特的磁場對無應力的良好晶體的磁化強度只有很小的作用。 成核和反磁化需要超過2000奧斯特的磁場，但是由於研磨晶體表面和由此引起的缺陷和應力可以使這種矯頑力大大降低。可以料想，任何一個晶體的矯頑力正好具有兩個特定的數值：較小磁滯迥線的數值相應於疇壁矯頑力(Hm) ，而較大磁滯迥線的數值相應於形核場(Hn)。 因此，在不斷增加磁場時，矯頑力將不連續地從Hw增加到Hn，當所用磁場的幅度達到與完全飽和相應的數值(Hs)時，此後矯頑力將保持不變。[2]
磁泡鐵氧體
磁泡是鐵氧體中的一種圓形磁疇，它在外磁場作用下具有自由移動的特徵,從磁性薄膜表面上看，上去就像氣泡，所以稱為磁泡。因它可以用於計算機存儲而引起人們的廣泛關注。磁泡的大小只有數微米,單位面積存儲的信息量非常大,所以磁泡存儲器具有容量大、體積小功率小、可靠性高的優點,是作為記憶信息元件的理想材料。
對磁泡材料，要求缺陷儘量少、透明度高。磁泡的遷移速度要快，材料的化學穩定性和機械性能要好。正鐵氧體RFeO，(R是稀士元素)和石榴石型鐵氧體是最適合的磁泡材料，而後者更優，其磁泡直徑小，遷移率高，已經實用化。這種材料是以無磁性的釓鎵石榴石(Gd5Ga5O12-GGG)作為襯底，以外延法生長出能產生磁泡的含稀土元素石榴石薄膜。
一般將軟磁鐵氧體分為多晶和單晶軟磁鐵氧體兩大類，雖然多晶材料生產量比單晶材料大得多,幾乎用於國民經濟的各個領域,但因單晶軟磁鐵氧體材料具有獨特的性能，已成為一些高性能電子元器件不可缺少的軟磁材料。 [3]
單晶鐵氧體的特性及應用
多晶鐵氧體材料是由多個細小的晶粒構成，其特性是組成晶粒特性的統計平均效應。因受材料的晶界氣孔及晶粒缺陷等因索的影響，很難滿足某些特殊場合應用的高性能要求。
單晶材料是一個晶體構成，微觀上是原子、分子或離子按一定的晶格周期性的排列；在宏觀上體現為具有一定對稱性和一定解理面的大晶體。在單晶體內部不含晶界、氣孔和有害雜質,晶格完整，所以晶體密度高、耐磨性好、磁性能高，往往比同樣組成的多晶材料的磁性能高出很多，能滿足某些高性能電子元器件的使用要求，所以得到廣泛的應用。
鐵氧體單晶是各種基礎研究，如測定磁晶各向異性、觀則磁疇、鐵磁共振試驗中必需的樣品。鐵氧體單晶用在微波器件里。例如製作濾波器。限幅器和延遲線等；採用較大尺寸的MnZn鐵氧體單晶製作高性能和高壽命的磁頭;正鐵氧體單晶用作小型高速電子計算機的磁泡材料；磁性半導體單晶可以作微波集成電路器件和磁光器件。基礎研究和應用的擴大，促使了單晶鐵氧體製造技術和工藝的研究，使之成為一門備受重視的科學和工藝。 [4]
視頻
西南應用磁學研究所馬達