scale of magnetization (자성의 크기)

정의상 가정	자기장(magnetic field)_비오-샤바르법칙(Biot Savart Law)_자석_패러데이 유도법칙 magnetic material_강반자성AFM(antiferromagnetic), 강자성FM(ferromagnetic), paramagnetic, diamagnetic, 자화에너지 자기 이력곡선 (Hysteresis loop) _ 히스테리시스 곡선
내용상 가정
공식	1T=10000Oe 1Oe=100uT  1 Oe = 1 maxwell/cm^2 = G  (gauss)  erg/(Oe cm^3)=emu/cm^3=4πx10^-4 T=4π Oe
단위
응용

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어떤 system에대해 살펴볼때 제시하는 숫자가 어느정도 값인지 알아야 조금더 수월하게 진행하고 특이사항도 잘 잡을 수 있습니다.

그렇다면 자성학, 더 깊게 들어가서 Spintronics에서는 어떤 숫자 크기를 가지고 있을까요??

가장 기본적인 자기장의 단위는 바로 Oe (oersted : 에르스텟)입니다.

지구의 거의 대부분의 장소에서 받는 지구자기장은 0.5 Oe이하이며 막대자석은 5000 Oe, 전자석은 20000 Oe, superconductor는 100000 Oe정도 됩니다. 참고로 1T=10000Oe입니다. 단위를 비슷하게 한다면 1Oe=100uT입니당ㅎㅎ

지구자기장은 엄청나게 작기 때문에 Oe 대신에 γ를 쓰기도 합니다.(γ=10^-5 Oe)

또한 단위평면을 지나는 자기장의 자속의 단위를 maxwell이라 할때 1 Oe = 1 maxwell/cm^2 = G  (gauss)입니다.

이는 Magnetic flux density라 하며, B=H+4πM라 불립니다.

이때 M은 외부자기장 덕분에 물질 내부에 생긴 내부 자기장입니다. 이때 moment를 구해본다면,

로 M의 단위는 에너지에 Oe를 나눈 erg/oersted입니다. 이는 간단하게 emu라 불리기도 합니다.

여기서 애매한 경우가 생기는데, B, M과 H의 단위가 맞지 않습니다.

즉 단위부피로 본다해도  M은 erg/(Oe cm^3)=emu/cm^3 입니다. 그러나 B=H+4πM의 경우에선 M은 maxwells/cm^2이 나와야 합니다. 따라서 보통 M과 4πM을 나눠서 사용합니다. 단위만 다르지 단위를 바꾸는 과정에 다른 새로운 숫자를 곱해줄 필요는 없습니다. 즉 단순히 4πM는 G를 M은 emu를 사용합니다.

또한 Hysteresis loop같은 외부자기장 H를 주며 M을 측정한 그래프를 보면 H에 따라 M이 변화하는 속도를 볼 수 있습니다. 즉 M/H를 하면 되는데, 이를 susceptibility라 하고 χ=M/H라 합니다. M의 단위가 틀어져서 susceptibility의 단위도 애매한데요. 각 측정기에 따라 다르지만, 정의 자체에서는 χ의 단위는 없습니다. 그러나 M이 unit volume에 대항 항이라면 susceptibility도 단위 volume에 대한 항으로 나오게 되고, 질량이 단위면 질량으로, 원자량이 기준이면 원자량으로 하는 둥 여러가지 단위가 사용됩니다.

추후 더 정확한 물리적 설명과 공식을 추가하겠습니다.

읽어주셔서 감사합니다!