Loading AI tools
Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Antyferromagnetyzm – właściwość magnetyczna materiału; zjawisko polegające na antyrównoległym uporządkowaniu elementarnych momentów magnetycznych w podsieciach sieci krystalicznej[1]. Typowym przykładem pierwiastka o silnych właściwościach magnetycznych jest mangan. Antyferromagnetyzm występuje np. w CuO (znajdujących się w większości badanych nadprzewodników wysokotemperaturowych), CuMnAs oraz w MnTe.
Antyferromagnetyzm to szczególny przypadek ferrimagnetyzmu. Sieć antyferromagnetyku może być rozpatrywana jako wiele podsieci, z których w każdej momenty magnetyczne mają identyczny kierunek, ale przeciwne zwroty (np. dla antyferromagnetyka II rodzaju o sieci przestrzennie centrowanej (bcc) można wyróżnić 4 różne sieci o uporządkowaniu ferromagnetycznym – czyli dwie prostopadłe do siebie podsieci o uporządkowaniu antyferromagnetycznym). Wypadkowy moment magnetyczny (a zatem i namagnesowanie) całej sieci jest zerowy.
Modyfikacja tego uporządkowania może jednak doprowadzić do wytworzenia spontanicznego namagnesowania całej sieci (taki efekt może być spowodowany zanieczyszczeniami lub wzajemnymi nachyleniami spinów, powodującymi, że nie będą równoległe do siebie). Minerały takie nazywamy niedoskonałymi antyferromagnetykami lub antyferrimagnetykami. Przykładem antyferrimagnetyka jest rozpowszechniony w przyrodzie minerał żelaza – hematyt.
Zjawisko antyferromagnetyzmu jest zależne od temperatury. Powyżej temperatury Néela uporządkowanie antyferromagnetyczne ulega zniszczeniu, a substancja przyjmuje właściwości paramagnetyczne. Jest ona inna dla każdego materiału.
Podstawą matematycznego opisu antyferromagnetyka jest rozpatrywanie jego namagnesowania jako sumę namagnesowań podsieci, złożonych z momentów magnetycznych w tym samym kierunku i z tym samym zwrotem. Każde z nich jest źródłem indukcji pola magnetycznego – odpowiednio oraz co wyraża się wzorami[2]:
gdzie:
Dla każdej z podsieci, namagnesowanie dane jest wzorem:
gdzie:
Skoro namagnesowania podsieci są sobie co do wartości równe, to: zatem:
W celu rozwiązania tego równania stosujemy układ równań: który po wykorzystaniu przybliżenia funkcji Brillouina, daje temperaturę graniczną (Néela):
powyżej której faza antyferromagnetyczna zanika, a materiał staje się paramagnetykiem.
Podatność magnetyczna antyferromagnetyków zależy od wielkości zewnętrznego pola magnetycznego oraz od jego kierunku. Przy relacji prostopadłej między wektorem Néela a indukcją pola magnetycznego (słabe pole), poniżej temperatury Néela podatność magnetyczna jest anizotropowa[2].
Również poniżej temperatury Néela, dla odpowiedniej wartości pola magnetycznego ustawionego równolegle do wektora Néela następuje spin-flop.
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.