Néel relaxation theory
ನೀಲ್ ವಿಶ್ರಾಂತಿ ಸಿದ್ಧಾಂತವು 1949 ರಲ್ಲಿ ಲೂಯಿಸ್ ನೀಲ್ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ ಒಂದು ಸಿದ್ಧಾಂತವಾಗಿದ್ದು, ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟಿಕ್ ಸ್ನಿಗ್ಧತೆ ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಸಮಯ-ಅವಲಂಬಿತ ಕಾಂತೀಯ ವಿದ್ಯಮಾನಗಳನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ. ಇದನ್ನು ನೀಲ್-ಅರ್ಹೀನಿಯಸ್ ಸಿದ್ಧಾಂತ ಎಂದೂ ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅರ್ಹೀನಿಯಸ್ ಸಮೀಕರಣದ ನಂತರ, ಮತ್ತು ನೀಲ್-ಬ್ರೌನ್ ಸಿದ್ಧಾಂತವು ವಿಲಿಯಂ ಫುಲ್ಲರ್ ಬ್ರೌನ್, ಜೂನಿಯರ್ ಅವರಿಂದ ಹೆಚ್ಚು ಕಠಿಣವಾದ ವ್ಯುತ್ಪತ್ತಿಯ ನಂತರ, ನೀಲ್ ತನ್ನ ಸಿದ್ಧಾಂತವನ್ನು ಏಕ-ಡೊಮೇನ್ ಫೆರೋಮ್ಯಾಗ್ನೆಟಿಕ್ ಖನಿಜಗಳಲ್ಲಿ ಥರ್ಮೋರ್ಮೆನೆಂಟ್ ಕಾಂತೀಕರಣದ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲು ಬಳಸಿದರು, ಇದು ಈ ಖನಿಜಗಳು ಭೂಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ಹೇಗೆ ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹವಾಗಿ ದಾಖಲಿಸಬಹುದು ಎಂಬುದನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ. ಅವರು ಆವರ್ತನ-ಅವಲಂಬಿತ ಒಳಗಾಗುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಪರ್ಯಾಯ ಕ್ಷೇತ್ರ ಡಿಮ್ಯಾಗ್ನೆಟೈಸೇಶನ್ ಅನ್ನು ಸಹ ರೂಪಿಸಿದರು. ಸೂಪರ್ ಪ್ಯಾರಾಮ್ಯಾಗ್ನೆಟಿಸಮ್ ಫೆರೋಮ್ಯಾಗ್ನೆಟಿಕ್ ಮತ್ತು ಫೆರ್ರಿಮ್ಯಾಗ್ನೆಟಿಕ್ ನ್ಯಾನೊಪರ್ಟಿಕಲ್ಸ್ನಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ, ಅವು ಏಕ-ಡೊಮೇನ್, ಅಂದರೆ. ಒಂದೇ ಆಯಸ್ಕಾಂತೀಯ ಡೊಮೇನ್ನಿಂದ ಕೂಡಿದೆ. ವಸ್ತುಗಳ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಅವುಗಳ ವ್ಯಾಸವು 3-50 nm ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಾದಾಗ ಇದು ಸಾಧ್ಯ. ಈ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ, ನ್ಯಾನೊ ಕಣಗಳ ಕಾಂತೀಕರಣವು ಒಂದೇ ದೈತ್ಯ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷಣವಾಗಿದೆ ಎಂದು ಪರಿಗಣಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ನ್ಯಾನೊ ಕಣಗಳ ಪರಮಾಣುಗಳು ಸಾಗಿಸುವ ಎಲ್ಲಾ ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷಣಗಳ ಮೊತ್ತವಾಗಿದೆ. "ಮ್ಯಾಕ್ರೋ-ಸ್ಪಿನ್ ಅಪ್ರಾಕ್ಸಿಮೇಷನ್" ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುವ ಸೂಪರ್ಪ್ಯಾರಾಮ್ಯಾಗ್ನೆಟಿಸಮ್ನ ಉಪಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಜನರು ಈ ನಿಟ್ಟಿನಲ್ಲಿ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತಿದ್ದಾರೆ. ನ್ಯಾನೊಪರ್ಟಿಕಲ್ನ ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟಿಕ್ ಅನಿಸೊಟ್ರೊಪಿಯ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ, ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟಿಕ್ ಮೊಮೆಂಟ್ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಶಕ್ತಿಯ ತಡೆಗೋಡೆಯಿಂದ ಬೇರ್ಪಟ್ಟ ಪರಸ್ಪರ ವಿರುದ್ಧವಾಗಿ ಕೇವಲ ಎರಡು ಸ್ಥಿರವಾದ ದೃಷ್ಟಿಕೋನಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಸ್ಥಿರವಾದ ದೃಷ್ಟಿಕೋನಗಳು ನ್ಯಾನೊಪರ್ಟಿಕಲ್ನ ಆಯಸ್ಕಾಂತೀಯ ಸುಲಭ ಅಕ್ಷವನ್ನು ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸುತ್ತವೆ. ಸೀಮಿತ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ, ಕಾಂತೀಕರಣವು ಅದರ ದಿಕ್ಕನ್ನು ತಿರುಗಿಸಲು ಮತ್ತು ಹಿಮ್ಮುಖಗೊಳಿಸಲು ಸೀಮಿತ ಸಂಭವನೀಯತೆ ಇರುತ್ತದೆ. ಎರಡು ಫ್ಲಿಪ್ಗಳ ನಡುವಿನ ಸರಾಸರಿ ಸಮಯವನ್ನು ನೀಲ್ ವಿಶ್ರಾಂತಿ ಸಮಯ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇದನ್ನು ನೀಲ್-ಅರ್ಹೇನಿಯಸ್ ಸಮೀಕರಣದಿಂದ ನೀಡಲಾಗುತ್ತದೆಃ, ಶಕ್ತಿಯ ತಡೆಗೋಡೆಯ ಎತ್ತರ, ಆಯಸ್ಕಾಂತೀಯ ಅನಿಸೊಟ್ರೊಪಿ ಶಕ್ತಿಯ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ಪರಿಮಾಣದ ಉತ್ಪನ್ನವಾಗಿದೆ; ಬೋಲ್ಟ್ಜ್ಮನ್ ಸ್ಥಿರಾಂಕ, ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಉತ್ಪನ್ನ ಉಷ್ಣ ಶಕ್ತಿ; ಮತ್ತು ಸಮಯದ ಉದ್ದ, ವಸ್ತುವಿನ ವಿಶಿಷ್ಟ ಲಕ್ಷಣವಾಗಿದೆ, ಇದನ್ನು ಪ್ರಯತ್ನದ ಸಮಯ ಅಥವಾ ಪ್ರಯತ್ನದ ಅವಧಿ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ (ಅದರ ಪರಸ್ಪರ ಪ್ರಯತ್ನದ ಆವರ್ತನ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ). ಸಾಮಾನ್ಯ ಮೌಲ್ಯಗಳು 10−9 ಮತ್ತು 10−10 ಸೆಕೆಂಡುಗಳ ನಡುವೆ ಇರುತ್ತವೆ. ನೀಲ್ ವಿಶ್ರಾಂತಿ ಸಮಯವು ಕೆಲವು ನ್ಯಾನೊ ಸೆಕೆಂಡುಗಳಿಂದ ವರ್ಷಗಳವರೆಗೆ ಅಥವಾ ಅದಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನದಾಗಿರಬಹುದು. ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಇದು ಧಾನ್ಯದ ಪರಿಮಾಣದ ಘಾತೀಯ ಕಾರ್ಯವಾಗಿದೆ, ಇದು ಬೃಹತ್ ವಸ್ತುಗಳು ಅಥವಾ ದೊಡ್ಡ ನ್ಯಾನೊಪರ್ಟಿಕಲ್ಸ್ಗಳಿಗೆ ಫ್ಲಿಪ್ಪಿಂಗ್ ಸಂಭವನೀಯತೆಯು ಏಕೆ ವೇಗವಾಗಿ ನಗಣ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ. ನಿರ್ಬಂಧಿಸುವ ತಾಪಮಾನ ಒಂದೇ ಸೂಪರ್ ಪ್ಯಾರಾಮ್ಯಾಗ್ನೆಟಿಕ್ ನ್ಯಾನೊಪರ್ಟಿಕಲ್ನ ಕಾಂತೀಕರಣವನ್ನು ಕಾಲಾನಂತರದಲ್ಲಿ ಅಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ಭಾವಿಸೋಣ. ಈ ಸಮಯವು ವಿಶ್ರಾಂತಿ ಸಮಯಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿದ್ದರೆ, ಮಾಪನದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ನ್ಯಾನೊಪರ್ಟಿಕಲ್ ಕಾಂತೀಕರಣವು ಹಲವಾರು ಬಾರಿ ತಿರುಗುತ್ತದೆ. ಶೂನ್ಯ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ, ಅಳತೆ ಮಾಡಿದ ಕಾಂತೀಕರಣವು ಸರಾಸರಿ ಶೂನ್ಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಅಳತೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಕಾಂತೀಕರಣವು ತಿರುಗದಿದ್ದರೆ, ಅಳತೆ ಮಾಡಿದ ಕಾಂತೀಕರಣವು ಆರಂಭಿಕ ಕಾಂತೀಕರಣಕ್ಕೆ ಸಮನಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಮೊದಲನೆಯ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ನ್ಯಾನೊಪರ್ಟಿಕಲ್ ಅತಿಪರಮಾಗ್ನೆಟಿಕ್ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿದ್ದರೆ, ಎರಡನೆಯ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ ಅದು ಅದರ ಆರಂಭಿಕ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ನಿರ್ಬಂಧಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ. ನ್ಯಾನೊ ಕಣಗಳ ಸ್ಥಿತಿಯು (ಸೂಪರ್ ಪ್ಯಾರಾಮ್ಯಾಗ್ನೆಟಿಕ್ ಅಥವಾ ನಿರ್ಬಂಧಿತ) ಅಳತೆಯ ಸಮಯವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ. ಸೂಪರ್ ಪ್ಯಾರಾಮ್ಯಾಗ್ನೆಟಿಸಮ್ ಮತ್ತು ನಿರ್ಬಂಧಿತ ಸ್ಥಿತಿಯ ನಡುವಿನ ಪರಿವರ್ತನೆಯು ಯಾವಾಗ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ. ಹಲವಾರು ಪ್ರಯೋಗಗಳಲ್ಲಿ, ಮಾಪನದ ಸಮಯವನ್ನು ಸ್ಥಿರವಾಗಿ ಇಡಲಾಗುತ್ತದೆ ಆದರೆ ತಾಪಮಾನವು ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಸೂಪರ್ ಪ್ಯಾರಾಮ್ಯಾಗ್ನೆಟಿಸಮ್ ಮತ್ತು ನಿರ್ಬಂಧಿತ ಸ್ಥಿತಿಯ ನಡುವಿನ ಪರಿವರ್ತನೆಯು ತಾಪಮಾನದ ಕಾರ್ಯವಾಗಿದೆ. ತಾಪಮಾನವನ್ನು ತಡೆಯುವ ತಾಪಮಾನ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆಃ ವಿಶಿಷ್ಟ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯ ಮಾಪನಗಳಿಗೆ, ಹಿಂದಿನ ಸಮೀಕರಣದಲ್ಲಿ ಲಾಗರಿದಮ್ನ ಮೌಲ್ಯವು 20-25 ಕ್ರಮದಲ್ಲಿದೆ. ಉಲ್ಲೇಖಗಳು ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟಿಸಮ್ ಸಮತೋಲನವಿಲ್ಲದ ಉಷ್ಣಬಲವಿಜ್ಞಾನ