Hoofd wetenschap

Fysica van antiferromagnetisme

Fysica van antiferromagnetisme
Fysica van antiferromagnetisme
Anonim

Antiferromagnetisme, type magnetisme in vaste stoffen zoals mangaanoxide (MnO) waarbij aangrenzende ionen die zich gedragen als kleine magneten (in dit geval mangaanionen, Mn 2 +) spontaan zichzelf uitlijnen bij relatief lage temperaturen in tegengestelde of antiparallelle arrangementen door de hele materiaal zodat het bijna geen grof extern magnetisme vertoont. In antiferromagnetische materialen, die naast bepaalde ionische vaste stoffen ook bepaalde metalen en legeringen bevatten, wordt het magnetisme van magnetische atomen of ionen die in één richting zijn georiënteerd, teniet gedaan door het stel magnetische atomen of ionen die in de omgekeerde richting zijn uitgelijnd.

magnetisme: antiferromagnetisme

In stoffen die bekend staan ​​als antiferromagneten, worden de onderlinge krachten tussen paren van aangrenzende atomaire dipolen veroorzaakt door wisselwerkingen,

Deze spontane antiparallelle koppeling van atomaire magneten wordt verstoord door verhitting en verdwijnt volledig boven een bepaalde temperatuur, de Néel-temperatuur genoemd, die kenmerkend is voor elk antiferromagnetisch materiaal. (De Néel-temperatuur is genoemd naar Louis Néel, de Franse natuurkundige, die in 1936 een van de eerste verklaringen voor antiferromagnetisme gaf.) Sommige antiferromagnetische materialen hebben Néel-temperaturen op, of zelfs enkele honderden graden boven, kamertemperatuur, maar meestal zijn deze temperaturen lager. De Néel-temperatuur voor bijvoorbeeld mangaanoxide is 122 K (−151 ° C of −240 ° F).

Antiferromagnetische vaste stoffen vertonen, afhankelijk van de temperatuur, een speciaal gedrag in een aangelegd magnetisch veld. Bij zeer lage temperaturen reageert de vaste stof niet op het externe veld, omdat de antiparallelle ordening van atoommagneten stevig wordt gehandhaafd. Bij hogere temperaturen breken sommige atomen uit de ordelijke rangschikking en komen uit op het externe veld. Deze uitlijning en het zwakke magnetisme dat het in de vaste stof produceert, bereiken hun hoogtepunt bij de Néel-temperatuur. Boven deze temperatuur voorkomt thermische agitatie progressief de uitlijning van de atomen met het magnetische veld, zodat het zwakke magnetisme dat in de vaste stof wordt geproduceerd door de uitlijning van zijn atomen voortdurend afneemt naarmate de temperatuur toeneemt.