Антиферомагнетизм
Антиферомагнети́зм — явище впорядкування власних магнітних моментів (спінів) атомів (йонів, молекул) кристалічної речовини, якому відповідає скомпенсований у межах її елементарної комірки (тобто рівний нулеві) магнітний момент (намагніченість). Цим воно відрізняється від інших магнітовпорядкованих твердих тіл, де такої компенсації немає (явища феромагнетизму та феримагнетизму).
Зміст
Історична довідка
Гіпотезу про принципову можливість появи магнітного моменту речовини за рахунок якоїсь її внутрішньої взаємодії висловив французький учений П. Е. Вейсс (1907). Як спостережене та окреме магнітне явище з характерними особливостями антиферомагнетизм запровадили до наукового обігу Л. Неель (Франція, 1932) та Л. Д. Ландау (СРСР, 1933), причому в незалежних дослідженнях.
Характеристика
Експериментальні й теоретичні дослідження встановили: антиферомагнітний порядок формується та існує в кристалі лише нижче деякої температури, котра зветься температурою (точкою) Нееля TN, зберігаючись у більшості випадків аж до самої T=0 K.
Антиферомагнетизм має квантову природу. Його причина — обмінна взаємодія сусідніх спінів, що примушує їх мати протилежні (антипаралельні) напрямки. Саме сила цієї взаємодії визначає величину TN (вона в різних речовинах є різною — від часток до кількох десятків градусів Кельвина), за якої при зниженні температури відбувається фазове перетворення з невпорядкованого стану (Т>TN) до впорядкованого (Т<TN).
Зазвичай це фазовий перехід ІІ-го роду, що супроводжується зміною багатьох матеріальних параметрів кристалів — симетрії, міжатомних відстаней, магнітної сприйнятливості, теплоємності, коефіцієнта теплового розширення, модулів пружності, навіть спектра елементарних збуджень, в якому з’являються нові елементарні збудження — магнони.
Антиферомагнітний стан руйнується не тільки підвищенням температури, а й у зовнішньому магнітному полі Н. Під його дією початково немагнітна (антиферомагнітна) речовина переходить у стан із скінченою намагніченістю М. Характер переходу суттєво залежить від того, як саме спрямовано поле відносно напрямку спінів.
Якщо поле і спіни спрямовані вздовж однієї осі,— то спочатку відбувається стрибкоподібний перехід І-го роду у стан, який характеризується малим, проте скінченним магнітним моментом, а напрямки поля і спінів виявляються майже перпендикулярними. Відтак намагніченість зростає пропорційно полю, аж поки вона не досягне свого насичення.
Якщо вихідна конфігурація є довільною,— зростання намагніченості від початку може відбуватися плавно, а її поведінка аналогічна тій, яка спостерігається на другому етапі попередньої конфігурації векторів поля і спінів.
Значення
З теоретичного погляду, антиферомагнетизм цікавий тим, що відповідний стан кристалічних середовищ із фіксованим та незалежним від часу напрямком його спінів не є і не може бути стабільним, оскільки обмінна взаємодія також руйнує антиферомагнітний стан. Натомість час такої квантової руйнації у багаточастинкових системах є експоненціально великим. Тому насправді антиферомагнітний порядок залишається без видимих змін дуже тривало, що й дає змогу його спостерігати, досліджувати й використовувати в практиці.
Література
- Вонсовский С. В. Магнетизм. Магнитные свойства диа-, пара, ферро-, антиферро-, и ферримагнетиков. Москва : Наука, 1971. 1032 с.
- Matthis D. C. The Theory of Magnetism Made Simple. Singapore: World Scientific, 2006. 580 p.
Автор ВУЕ
Покликання на цю статтю: Антиферомагнетизм // Велика українська енциклопедія. URL: https://vue.gov.ua/Антиферомагнетизм (дата звернення: 29.04.2024).
Див. також
Статус гасла: Оприлюднено
Оприлюднено: 29.04.2020
Важливо!
Ворог не зупиняється у гібридній війні і постійно атакує наш інформаційний простір фейками.
Ми закликаємо послуговуватися інформацією лише з офіційних сторінок органів влади.
Збережіть собі офіційні сторінки Національної поліції України та обласних управлінь поліції, аби оперативно отримувати правдиву інформацію.
Отримуйте інформацію тільки з офіційних сайтів
Офіс Президента України
Верховна Рада України
Кабінет Міністрів України
Служба безпеки України
Міністерство оборони України
Міністерство внутрішніх справ України
