Antiferromagnetisme

Hematitt er antiferromagnetisk
Magnetiske retninger av forstyrrede antiferromagnetiske krystallitter

Den antiferromagnetism (fra gamle greske αντί anti , tysk , mot ' ; latin Ferrum , jern ' ; gamle gresk μαγνῆτις Magn (lithos) , tysk , stein fra Magne Sien ' ) er en variant av den magnetiske orden innenfor materialer i hvilke atomer med magnetisk øyeblikk tilgjengelig er. Det skjer når de respektive nærliggende elementære magneter bærer det samme magnetiske øyeblikket når det gjelder absolutt verdi, men deres innretting er motsatt av hverandre ( antiparallell ). Antiferromagnetisk bestilte materialer har ingen ytre permanent magnetisk moment på grunn av den anti-parallelle orienteringen til elementære magneter. Som med ferromagneter , dannes Weiss- domener i antiferromagneter , der magnetiske øyeblikk har samme romlige posisjon . Det fenomenet var blant annet. undersøkt i detalj av Louis Néel .

oversikt

Med denne effekten er atomens magnetiske øyeblikk eller spinn på linje med hverandre med en konstant, ikke-null rotasjonsvinkel og kompenseres nøyaktig over hele krystallet. I det enkleste tilfellet er denne rotasjonsvinkelen 180 °, slik at spinnene til nærliggende atomer er antiparallelle mot hverandre.

Med den mer kjente ferromagnetismen er spinnene derimot justert parallelt med hverandre, noe som skaper en makroskopisk magnetisering, mens den med antiferromagnetisme uten påført magnetfelt er den resulterende magnetiseringen. Begge ordrene er bare stabile ved tilstrekkelig lave temperaturer. I antiferromagnetisme viser permeabiliteten et maksimum ved faseovergangstemperaturen , Néel-temperaturen (oppkalt etter Louis Néel ). Over Néel-temperaturen, i den magnetisk uordnede fasen med stort sett tilfeldig orienterte spinn, er materialets oppførsel paramagnetisk , og permeabiliteten avtar med økende temperatur.

Den antiferromagnetiske strukturen kan forklares, akkurat som andre magnetiske konfigurasjoner, spesielt ved hjelp av en utvekslingsinteraksjon . Avhengig av tegn, kan man enkelt beskrive ferromagnetiske eller antiferromagnetiske arrangementer av magnetiske momenter innenfor rammen av en Ising-modell med koblinger som er begrenset til nabosnurr . Langdistanse eller konkurrerende interaksjoner kan føre til mer kompliserte magnetiske strukturer (f.eks. Spiralstrukturer).

Avklaring

Strengt tatt er Néel-tilstanden beskrevet ovenfor (med vekslende spinnretninger ) ikke den grunnleggende tilstanden til systemet, men bare en kvasi-klassisk tilnærming for det, som er spesielt egnet for å beskrive de opphissede tilstandene , de såkalte spinbølgene , mens den eksakte kvantemekaniske grunntilstanden, unntatt i spesielle tilfeller, er ukjent, uansett ekstremt komplisert i de nevnte spesielle tilfellene (f.eks. Bethe-tilnærming ). I det ferromagnetiske tilfellet, derimot, er den klassiske grunntilstanden (f.eks. Alle spinn opp ) også nøyaktig i kvantemekanisk formalisme, og beskrivelsen av eksitasjonstilstandene ( spinnbølger) i tilfelle ferromagnetisme tilsvarer nesten fullstendig klassisk bilde av forgjengende vektorer.

materialer

Antiferromagnetisme forekommer med mange overgangsmetaller og spesielt deres oksider.

Følgende materialer eller mineraler er z. B. antiferromagnetisk:

Noen organiske forbindelser er også antiferromagnetiske, f.eks. B.

Se også

Spesialistlitteratur

  • Horst Stöcker: Pocket book of physics. 4. utgave, Verlag Harry Deutsch, Frankfurt am Main 2000, ISBN 3-8171-1628-4
  • Hans Fischer: Materialer i elektroteknikk. 2. utgave, Carl Hanser Verlag, München Wien, 1982 ISBN 3-446-13553-7
  • Daniel Mattis: Teorien om magnetisme , to bind, Berlin, Springer-Verlag, 1985 og 1988; ISBN 3-540-10611-1 (det finnes også en eldre tysk versjon)

Individuelle bevis

  1. ↑ a b c d e f g http://www.geodz.com/deu/d/Antiferromagnetismus
  2. ^ S. Murphy, Sf Ceballos, G. Mariotto, N. Berdunov, K. Jordan: Atomskala spin-avhengig STM på magnetitt ved bruk av antiferromagnetiske STM-spisser . I: Mikroskopiforskning og teknikk . teip 66 , nr. 2-3 , 1. februar 2005, ISSN  1097-0029 , s. 85–92 , doi : 10.1002 / jemt . 20148 .
  3. ↑ a b c Inorganic Chemistry II ( Memento fra 27. mars 2016 i Internet Archive )
  4. ↑ https://elearning.physik.uni-frankfurt.de/data/FB13-PhysikOnline/lm_data/lm_324/daten/kap_25/node155.htm  ( siden er ikke lenger tilgjengelig , søk i webarkiver )  Info: Linken var automatisk defekt merket. Vennligst sjekk lenken i henhold til instruksjonene, og fjern deretter denne meldingen.@1@ 2Mal: Toter Link / elearning.physik.uni-frankfurt.de  
  5. ↑ PS Silinsky, MS Seehra "Principal magnetiske mottakelighet og enaksede stresset eksperimenter i COO", i: Phys. Rev. B , 1981 , 24 , s. 419-423; doi: 10.1103 / PhysRevB.24.419
  6. ↑ Arkivert kopi ( Memento fra 31. oktober 2015 i Internet Archive )
  7. A JA Vergés, G. Chiappe, E. Louis, L. Pastor-Abia, E. SanFabián: Magnetiske molekyler opprettet ved hydrogenering av polysykliske aromatiske hydrokarboner. I: Physical Review B. 79, 2009, doi: 10.1103 / PhysRevB.79.094403 . arxiv : 0807.4908 .

weblenker