《磁性材料基础与应用》包括三个部分：第一部分介绍基本磁学量、磁学理论、磁性起源和几种基本磁性;第二部分介绍常见的磁现象，包括磁各向异性、磁电阻、交换偏置以及低维材料的磁现象；第三部分介绍磁性器件的应用与新材料，包括磁存储、磁光记录、磁性半导体、磁性绝缘体和多铁材料。
《磁性材料基础与应用》配有课后作业、习题答案以及详细的参考文献。本书既可用作高校磁学与磁性材料相关专业的本科生及研究生的教学用书，也可用作磁性材料生产和研发相关工程技术人员的参考书。

妮古拉A.斯波尔丁（Nicola A.Spaldin），是加州大学圣巴巴拉分校材料系教授。她是一位热情而高效的老师，既开发并管理着UCSB（加州大学圣巴巴拉分校）研究生综合培养计划，又会在线回答小学生的提问。她因多铁和磁电领域的研究工作而闻名于世，当前的研究工作致力于利用电子结构方法来设计开发多功能磁性材料。因为这项工作，她获得了美国物理学会的麦高第新材料奖（McGroddy Prize for New Materials）。她还积极参与研究管理，领导UCSB/国家科学基金会国际材料研究中心。

第1篇基础知识
第1章静磁学概论 002
1．1磁场 002
1．1．1磁极 002
1．1．2磁通量 004
1．1．3电流磁场 005
1．1．4安培环路定理 005
1．1．5毕奥-萨伐尔（Biot-Savart）定律 005
1．1．6直流导线磁场 006
1．2磁矩 007
1．2．1磁偶极子 007
1．3定义 008
习题 009
延伸阅读 009

第2章磁化强度与磁性材料 010
2．1磁感应强度和磁化强度 010
2．2磁通密度 011
2．3磁化率和磁导率 012
2．4磁滞回线 013
2．5定义 014
2．6单位和换算 014
习题 015
思考 015
延伸阅读 016

第3章原子的磁性起源 017
3．1自由原子的薛定谔方程（Schrdinger equation）的解 017
3．1．1量子数的含义 019
3．2正常塞曼效应（normal Zeeman effect） 021
3．3电子自旋 022
3．4多电子原子体系 023
3．4．1泡利不相容原理（Pauli exclusion principle） 024
3．5自旋-轨道耦合 024
3．5．1拉塞尔-桑德斯耦合（Russell-Saunders coupling） 024
3．5．2洪特规则（Hund's rules） 026
3．5．3jj耦合 026
3．5．4反常塞曼效应 027
习题 028
延伸阅读 028

第4章抗磁性 029
4．1观察抗磁效应 029
4．2抗磁磁化率 030
4．3抗磁性物质 032
4．4抗磁性材料的用途 032
4．5超导现象 032
4．5．1迈斯纳效应（Meissner effect） 033
4．5．2临界磁场 033
4．5．3超导体的分类 034
4．5．4超导材料 034
4．5．5超导体的应用 035
习题 035
延伸阅读 035

第5章顺磁性 036
5．1朗之万顺磁性理论 037
5．2居里-外斯定律（Curie-Weiss law） 039
5．3轨道角动量冻结 040
5．4泡利顺磁性 041
5．4．1固体能带理论 042
5．4．2自由电子理论 043
5．4．3泡利顺磁体的磁化率 045
5．5氧的顺磁性 046
5．6顺磁体的应用 047
习题 047
思考 048
延伸阅读 048

第6章铁磁材料中的相互作用 049
6．1外斯分子场理论 049
6．1．1自发磁化 050
6．1．2温度对磁化强度的影响 050
6．2外斯分子场的起源 052
6．2．1He原子的量子力学 052
6．3铁磁性集体电子理论 054
6．3．1斯莱特-鲍林曲线（Slater-Pauling curve） 056
6．4小结 057
习题 057
延伸阅读 058

第7章磁畴 059
7．1磁畴观测 059
7．2磁畴起源 060
7．2．1静磁能 061
7．2．2磁晶各向异性能 061
7．2．3磁致伸缩能 062
7．3畴壁 063
7．4磁化和磁滞 064
习题 068
延伸阅读 069

第8章反铁磁性 070
8．1中子衍射 071
8．2外斯反铁磁理论 073
8．2．1TN温度以上的磁化率 074
8．2．2在TN温度的外斯定律 074
8．2．3TN温度以下的自发磁化 075
8．2．4TN温度以下的磁化率 075
8．3负分子场的产生 077
8．4反铁磁体的应用 080
习题 080
思考 081
延伸阅读 081

第9章亚铁磁性 082
9．1亚铁磁性的外斯理论 083
9．1．1TC温度以上的外斯理论 084
9．1．2TC温度以下的外斯理论 085
9．2铁氧体 087
9．2．1立方晶系铁氧体 087
9．2．2六角晶系铁氧体 089
9．3石榴石 090
9．4半金属反铁磁体 090
习题 091

第10章基础知识概要 093
10．1磁序类型回顾 093
10．2决定磁序类型的物理机制回顾 094

第2篇磁现象
第11章各向异性 098
11．1磁晶各向异性 098
11．1．1磁晶各向异性的起源 099
11．1．2磁晶各向异性的对称性 099
11．2形状各向异性 100
11．2．1退磁场 100
11．3感生磁各向异性 101
11．3．1磁场退火 102
11．3．2轧制各向异性 102
11．3．3感生磁各向异性的机理 102
11．3．4产生感生磁各向异性的其他
方法 103
习题 103

第12章纳米颗粒和薄膜 104
12．1小尺寸粒子的磁性 104
12．1．1单畴颗粒的实验证据 105
12．1．2磁化机制 105
12．1．3超顺磁性 106
12．2薄膜的磁性 108
12．2．1结构 109
12．2．2界面 109
12．2．3各向异性 109
12．2．4多薄才算薄？ 110
12．2．5二维极限 110
延伸阅读 110

第13章磁电阻 111
13．1常规金属中的磁电阻 111
13．2铁磁性金属中的磁电阻 112
13．2．1各向异性磁电阻 112
13．2．2自发磁化引起的磁电阻 113
13．2．3巨磁电阻 113
13．3庞磁电阻 117
13．3．1超交换和双交换 118
习题 120
延伸阅读 120

第14章交换偏置 121
14．1简易机制中存在的问题 122
14．1．1交换偏置的研究进展 123
14．2技术应用中的交换各向异性 124
延伸阅读 124

第3篇器件应用与新材料
第15章磁数据存储 126
15．1简介 126
15．2磁性介质 129
15．2．1磁介质中使用的材料 129
15．2．2磁盘的其他组件 130
15．3写入磁头 131
15．4读取磁头 131
15．5磁数据存储的未来 133
延伸阅读 134

第16章磁光学和磁光记录 135
16．1磁光学基础 135
16．1．1克尔效应 135
16．1．2法拉第效应 136
16．1．3磁光效应的物理起源 136
16．2磁光记录 138
16．2．1其他类型的光存储以及磁光记录的未来 140
延伸阅读/ 140

第17章磁性半导体和磁性绝缘体 141
17．1磁性半导体和磁性绝缘体中的交换相互作用 142
17．1．1直接交换和超交换 142
17．1．2载流子介导交换 143
17．1．3束缚磁极化子模型 143
17．2Ⅱ-Ⅵ族稀磁半导体——（Zn，Mn）Se 144
17．2．1增强塞曼分裂 144
17．2．2持续自旋相干 144
17．2．3自旋极化输运 145
17．2．4其他体系结构 146
17．3Ⅲ-Ⅴ族稀磁半导体——（Ga，Mn）As 146
17．3．1稀土-Ⅴ族化合物-ErAs 148
17．4氧化物基稀磁半导体 149
17．5铁磁绝缘体 150
17．5．1晶体场和Jahn-Teller效应 150
17．5．2YTiO3和SeCuO3 152
17．5．3BiMnO3 152
17．5．4氧化铕 153
17．5．5双钙钛矿 154
17．6总结 154
延伸阅读 154

第18章多铁材料 155
18．1铁磁性与其他类型铁性有序的比较 155
18．1．1铁电体 155
18．1．2铁弹性体 157
18．1．3铁涡体 157
18．2磁性和铁电性相结合的多铁材料 158
18．2．1磁性和铁电性之间的冲突 159
18．2．2磁性和铁电性相结合的途径 160
18．2．3磁电效应 161
18．3总结 163
延伸阅读/ 163

后记 164

习题答案 165

参考文献 188