反铁磁性

反铁磁性
原子自旋磁矩)受交换作用而呈现有序排列的磁性材料中,如果相邻原子自旋间是受负的交换作用,自旋为反平行排列,则磁矩虽处于有序状态(称为序磁性),但总的净磁矩在不受外场作用时仍为零。这种磁有序状态称为反铁磁性。反铁磁性(英语:Antiferromagnetism),或称反强磁性,是磁性材料的磁学性质的一种。1932年由Louis Néel首次发现。例如,铬、锰、轻镧系元素等等,都具有反铁磁性。注:①这种材料当加上磁场后其磁矩倾向于沿磁场方向排列,即材料显示出小的正磁化率。但该磁化率与温度相关,并在奈尔点有最大值。②用主要磁现象为反铁磁性物质制成的材料,称为反铁磁材料。

概念

  • 反铁磁性的概念
在反铁磁性物质内部,相邻价电子自旋趋于相反方向。这种物质的净磁矩为零,不会产生磁场。这种物质比较不常见,大多数反铁磁性物质只存在于低温状况。假设温度超过奈耳温度,则通常会变为具有顺磁性。例如,铬、锰、轻镧系元素等等,都具有反铁磁性。
在无外加磁场的情况下,邻近的完全相同的原子或离子的磁矩,由于相互作用而处于相互抵消的状态,致使合成磁矩为零的现象。理论和实验表明,在“交换耦合”作用下,有可能在磁性材料中出现相邻原子磁矩自发地呈反平行整齐排列状态,虽然这时磁矩处于整齐排列状态,但在无外磁场时,单位体积中净磁矩为零,宏观上不呈现磁性,这种现象被称为反铁磁性。Cr、α—Mn、一些稀土金属以及许多含一种或多种过渡族金属、稀土元素[ā]族元素的化合物皆为具有反铁磁性的物质。