Główny nauka

Fizyka antyferromagnetyzmu

Fizyka antyferromagnetyzmu
Fizyka antyferromagnetyzmu

Wideo: Właściwości magnetyczne materii 2024, Lipiec

Wideo: Właściwości magnetyczne materii 2024, Lipiec
Anonim

Antyferromagnetyzm, rodzaj magnetyzmu w ciałach stałych, takich jak tlenek manganu (MnO), w którym sąsiednie jony, które zachowują się jak małe magnesy (w tym przypadku jony manganu, Mn 2 +) spontanicznie ustawiają się w stosunkowo niskich temperaturach w przeciwne lub antyrównoległe układy w całym materiał, tak że nie wykazuje prawie całkowitego magnetyzmu zewnętrznego. W materiałach antyferromagnetycznych, które zawierają niektóre metale i stopy oprócz niektórych jonowych ciał stałych, magnetyzm atomów magnetycznych lub jonów zorientowanych w jednym kierunku jest niwelowany przez zestaw atomów lub jonów magnetycznych, które są wyrównane w przeciwnym kierunku.

magnetyzm: antyferromagnetyzm

W substancjach zwanych antyferromagnetykami siły wzajemne między parami sąsiednich dipoli atomowych są powodowane przez interakcje wymiany,

To spontaniczne przeciwrównoległe sprzężenie magnesów atomowych jest przerywane przez ogrzewanie i znika całkowicie powyżej pewnej temperatury, zwanej temperaturą Néela, charakterystyczną dla każdego materiału przeciwferromagnetycznego. (Temperatura Néela pochodzi od Louisa Néela, francuskiego fizyka, który w 1936 r. Podał jedno z pierwszych wyjaśnień antyferromagnetyzmu.) Niektóre materiały przeciwferromagnetyczne mają temperatury Néel o temperaturze pokojowej, a nawet kilkaset stopni powyżej, ale zazwyczaj te temperatury są niższe. Na przykład temperatura Néel dla tlenku manganu wynosi 122 K (-115 ° C lub -240 ° F).

Antyferromagnetyczne ciała stałe wykazują szczególne zachowanie w przyłożonym polu magnetycznym w zależności od temperatury. W bardzo niskich temperaturach ciało stałe nie wykazuje żadnej reakcji na pole zewnętrzne, ponieważ sztywno utrzymuje się antyrównoległe uporządkowanie magnesów atomowych. W wyższych temperaturach niektóre atomy uwalniają się z uporządkowanego układu i wyrównują się z polem zewnętrznym. To wyrównanie i słaby magnetyzm wytwarzany przez ciało stałe osiągają swój szczyt w temperaturze Néela. Powyżej tej temperatury mieszanie termiczne stopniowo zapobiega wyrównaniu atomów z polem magnetycznym, tak że słaby magnetyzm wytwarzany w ciele stałym przez wyrównanie jego atomów stale maleje wraz ze wzrostem temperatury.