Феримагнетизъм

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към навигацията Направо към търсенето
Феримагнитна подредба.

Феримагнетизъм у веществата се наблюдава, когато техните атоми имат противоположни магнитни моменти, както и при антиферомагнетизма, но при феримагнитните вещества противоположните моменти не са равни и все още има спонтанна магнетизация.[1] Това се случва, когато съвкупността от атоми е съставена от различни материали или йони (например Fe2+ или Fe3+).

Феримагнетизмът се проявява от ферити и магнитни гранати. Най-старият познат магнетичен материал, магнетитът (Fe3O4), е феримагнит. Той първоначално е класифициран като феромагнит, преди откриването на феримагнетизма и антиферомагнетизма от Луи Неел през 1948 г.[2]

Познатите феримагнитни вещества включва итриев железен гранат, кубични ферити на железни оксиди и други елементи като алуминий, кобалт, никел, манган, цинк и хексагонални ферити като PbFe12O19 и BaFe12O19 и пиротин, Fe1−xS.[3]

Въздействие на температурата[редактиране | редактиране на кода]

➀ Под точката на магнитна компенсация феримагнитното вещество е магнитно. ➁ При точката на компенсация магнитните компоненти се анулират и общият магнитен момент е рвен на нула. ➂ Над точката на Кюри веществото губи магнетизма си.

Феримагнитните вещества приличат на феромагнитите по това, че те са способни на спонтанна магнетизация под точката на Кюри и не проявяват магнитна подредба над тази температура. Обаче, при определена температура под точката на Кюри е възможно двата противоположни момента да се изравнят, което води до нулев магнитен момент. Това се нарича точка на магнитна компенсация. Тази точка на компенсация се наблюдава лесно у гранати и сплави от редкоземни елементи и преходни метали. Освен това, феримагнитите могат да имат и точка на компенсация на момента на импусла, при която моментът на импулса изчезва. Тази точка на компенсация е много важна за постигане на високоскоростно магнитно обръщане в магнитните устройства с памет.[4]

Свойства[редактиране | редактиране на кода]

Феримагнитните вещества имат голямо електрическо съпротивление и анизотропни свойства. Магнитната анизотропия всъщност се индуцира от външно поле. Когато приложеното поле се подравни с магнитните диполи, то причинява чист магнитен диполен момент и кара магнитните диполи да прецесират на честота, контролирана от приложеното поле, наречена честота на Лармор. Например, микровълнов сигнал с кръгова поляризация в същата посока като тази прецесия взаимодейства силно с магнитните диполни моменти. Когато е поляризиран в противоположната посока, взаимодействието е много слабо. Когато взаимодействието е силно, микровълновият сигнал може да премине през веществото. Това свойство на посоката се използва при производството на микровълнови устройства, като например циркулатори и жиратори. Феримагнитните материали също се използват и за производство на оптични изолатори. Феримагнитните минерали в различни скали се използват за изучаване на древните геомагнитни свойства на Земята и други планети. Тази наука се нарича палеомагнетизъм.

Молекулярни феримагнити[редактиране | редактиране на кода]

Феримагнетизмът може да възникне и в едномолекулни магнити. Класическият пример включва дванадесетоядрена манганова молекула със спин S = 10, произведена от антиферомагнитно взаимодействие върху Mn(IV) метални центрове с Mn(III) и Mn(II) метални центрове.[5]

Източници[редактиране | редактиране на кода]

  1. Spaldin, Nicola A.. 9. Ferrimagnetism. // Magnetic materials: fundamentals and applications. 2nd. Cambridge, Cambridge University Press, 2010. ISBN 9780521886697. с. 113–129.
  2. L. Néel, Propriétées magnétiques des ferrites; Férrimagnétisme et antiferromagnétisme, Annales de Physique (Paris) 3, 137 – 198 (1948).
  3. Klein, C. and Dutrow, B., Mineral Science, 23rd ed., Wiley, с. 243.
  4. C. D. Stanciu, A. V. Kimel, F. Hansteen, A. Tsukamoto, A. Itoh, A. Kirilyuk, and Th. Rasing, Ultrafast spin dynamics across compensation points in ferrimagnetic GdFeCo: The role of angular momentum compensation, Phys. Rev. B 73, 220402(R) (2006).
  5. Sessoli, Roberta. High-spin molecules: [Mn12O12(O2CR)16(H2O)4]. // J. Am. Chem. Soc. 115 (5). 1993. DOI:10.1021/ja00058a027. с. 1804 – 1816.