稀土百科 | 稀土磁光的来源

晶体中未配对的电子自旋、自旋与轨道的相互作用以及磁性原子的有序排列的结构因素决定了晶体的磁化强度和法拉第效应，也决定了晶体的磁光效应。稀土元素由于4F电子层未填满，因而产生未抵消的磁矩，这是强磁性的来源;同时又会导致电子跃迁，这是光激发的起因，从而导致强的磁光效应。单纯的稀土金属并不显现强磁光效应。只有当稀土元素掺人光学玻璃、化合物晶体、合金薄膜等光学材料之中，才会显现稀土元素的强磁光效应。常用的磁光材料是(REBi)₃ (FeA)₅O₁₂石榴石晶体（A为Al、Ga、Sc、Ge、In 等金属元素）和RETM非晶薄膜（TM 为Fe、Co、Ni、Mn）等过渡族元素以及稀土玻璃。

磁光晶体是具有磁光效应的晶体材料。磁光效应与晶体材料的磁性，特别是与材料的磁化强度密切相关，因此，一些优良的磁性材料往往也是磁光性能优良的磁光材料，例如钇铁石榴石和稀土铁石榴石晶体。但是，材料磁光性能不仅仅依赖于材料的磁化强度，还与材料的磁光系数或费尔德常数有关。从微观上看，磁光效应的大小与组成晶体的原子或离子的能级结构，以及由光激发引起的能级间的电子跃迁情况有关。般地说， 磁光性能较好的晶体是铁磁性和亚铁磁性晶体，如EuO和EuS是铁磁体，钇铁石榴石和掺铋稀土铁石榴石是亚铁磁体。目前得到应用的主要是这两类晶体，特别是亚铁磁性晶体。