Antiferromagnetism

I materialer, der udviser antiferromagnetism, de magnetiske øjeblikke af atomer eller molekyler, som regel i forbindelse med spin af elektroner, justere i et regelmæssigt mønster med nabolandene spins peger i modsatte retninger. Dette er, ligesom ferromagnetism og ferrimagnetisme, en manifestation af bestilte magnetisme. Generelt kan antiferromagnetiske For eksistere ved tilstrækkeligt lave temperaturer, forsvindende ved og over en vis temperatur, Néel temperatur. Over Néel temperatur, materialet er typisk paramagnetisk.

Måling

Når der ikke ekstern felt anvendes, den antiferromagnetiske struktur svarer til en forsvindende total magnetisering. I et ydre magnetisk felt, kan en slags ferrimagnetiske adfærd blive vist i antiferromagnetiske fase med den absolutte værdi af en af ​​de undergitter magnetizations afviger fra den anden undergitter, hvilket resulterer i en ikke-nul nettomagnetisering. Selv nettet magnetisering skal være nul ved en temperatur på det absolutte nulpunkt, effekten af ​​centrifugering canting ofte forårsager en lille nettomagnetisering til at udvikle, som det for eksempel ses i hæmatit.

Den magnetiske modtagelighed af et antiferromagnetiske materiale viser typisk et maksimum på Néel temperatur. I modsætning hertil ved overgangen mellem det ferromagnetiske til de paramagnetiske faser modtagelighed vil være forskellig. I det antiferromagnetiske tilfælde observeres en forskel i den forskudte modtagelighed.

Forskellige mikroskopiske interaktioner mellem de magnetiske momenter eller spin kan føre til antiferromagnetiske strukturer. I det enkleste tilfælde, kan man overveje en Ising model på en todelt gitter, fx den simple kubisk gitter, med koblinger mellem spins på nærmeste nabo sites. Afhængigt af tegn på, at interaktion, vil ferromagnetisk eller antiferromagnetiske rækkefølge medføre. Geometrisk frustration eller konkurrerende ferro- og antiferromagnetiske interaktioner kan føre til forskellige og måske mere komplicerede magnetiske strukturer.

Antiferromagnetiske materialer

Antiferromagnetiske materialer forekommer almindeligt blandt overgangsmetalforbindelser, især oxider. Eksempler indbefatter hæmatit, metaller, såsom chrom, legeringer, såsom jern, mangan og oxider, såsom nikkeloxid. Der er også mange eksempler blandt høje nuclearity metal klynger. Organiske molekyler kan også udvise antiferromagnetiske kobling i sjældne tilfælde, som det ses i grupper, såsom 5-dehydro-m-xylylen.

Antiferromagnets kan koble til ferromagneter, for eksempel via en mekanisme kendt som udveksling bias, hvor det ferromagnetiske film er enten dyrkes på antiferromagnet eller udglødet i en tilpasning magnetfelt, der forårsager overfladen atomerne i ferromagnet at tilpasse med overfladen atomer den antiferromagnet. Dette giver mulighed for at "pin" retningen af ​​et ferromagnetisk film, som giver en af ​​de vigtigste anvendelser i såkaldte spin-ventiler, der er grundlaget for magnetiske sensorer, herunder moderne harddisk læse hoveder. Den temperatur, ved eller over hvilken en antiferromagnetiske lag mister sin evne til "pin" magnetiseringen retning i en tilstødende ferromagnetiske lag kaldes blokering temperatur for den pågældende lag og normalt er lavere end Néel temperatur.

Geometrisk frustration

I modsætning ferromagnetism, kan anti-ferromagnetiske interaktioner fører til flere optimale tilstande. I en dimension, anti-ferromagnetiske grundtilstand er en alternerende række af spins: op, ned, op, ned, etc. Men i to dimensioner, flere grundtilstand kan forekomme.

Overvej en ligesidet trekant med tre spins, en på hver vinkelspids. Hvis hver tur kan tage på kun to værdier, der er 2 = 8 mulige tilstande af systemet, hvoraf seks er jorden stater. De to situationer, som ikke er formalede stater er, når alle tre spins er der eller er alle ned. I nogen af ​​de øvrige seks stater, vil der være to gunstige interaktioner og en ugunstig én. Dette illustrerer frustration: manglende evne af systemet for at finde en enkelt grundtilstand. Denne type af magnetisk opførsel er blevet fundet i mineraler, der har en krystal stabling struktur, såsom et gitter eller Kagome hexagonalt gitter.

Andre egenskaber

Syntetiske antiferromagnets er kunstige antiferromagnets bestående af to eller flere tynde lag ferromagnetiske adskilt af et ikke-magnetiske lag. På grund af dipol-kobling af de ferromagnetiske lag, som resulterer i antiparallelle tilpasning af magnetiseringen af ​​ferromagneter.

Antiferromagnetism spiller en afgørende rolle i gigantisk magnetisk, som var blevet opdaget i 1988 af Nobelprisen vindere Albert Fert og Peter Grünberg hjælp af syntetiske antiferromagnets.

Der er også eksempler på uordnede materialer, der bliver antiferromagnetiske under deres Néel temperatur. Disse uordnede netværkenes frustrere »den antiparallelism af tilstødende spins; det er således ikke muligt at konstruere et netværk, hvor hver tur er omgivet af genbo spins. Det kan kun afgøres, at den gennemsnitlige korrelation mellem nabo spins er antiferromagnetiske. Denne type magnetisme kaldes speromagnetism.

  0   0
Forrige artikel Akustisk resonans
Næste artikel Federal Laboratories

Kommentarer - 0

Ingen kommentar

Tilføj en kommentar

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Tegn tilbage: 3000
captcha