Avainero – ferromagnetismi vs antiferromagnetismi
Ferromagnetismi ja antiferromagnetismi ovat kaksi viidestä magneettisten ominaisuuksien luokittelusta. Muut kolme ovat diamagnetismi, paramagnetismi ja ferrimagnetismi. Keskeinen ero ferromagnetismin ja antiferromagnetismin välillä on se, että ferromagnetismia löytyy materiaaleista, joiden magneettiset domeenit on kohdistettu samaan suuntaan, kun taas antiferromagnetismi löytyy materiaaleista, joiden magneettiset domeenit on kohdistettu vastakkaisiin suuntiin.
Magneettinen alue tai atomimomentti on alue, jossa atomien magneettikentät on ryhmitelty ja kohdistettu. Ferromagneettiset materiaalit houkuttelevat ulkopuolista magneettikenttää ja niillä on nettomagneettinen momentti. Mutta antiferromagneettisilla materiaaleilla on nolla nettomagneettinen momentti.
Mitä ferromagnetismi on?
Ferromagnetismi on magneettisten alueiden läsnäoloa, jotka on kohdistettu samaan suuntaan magneettisissa materiaaleissa. Yleisimpiä esimerkkejä ferromagneettisista materiaaleista ovat metallit, kuten rauta, nikkeli, koboltti ja niiden metalliseokset. Näiden metallien magneettisilla alueilla on voimakas vuorovaikutus atomien välisen elektronisen vaihdon vuoksi. Nämä vahvat vuorovaikutukset aiheuttavat magneettisten domeenien kohdistuksen samaan suuntaan. Ferromagneettisissa materiaaleissa magneettiset alueet kohdistuvat rinnakkain, mikä johtaa materiaalien magnetoitumiseen jopa ulkoisen magneettikentän puuttuessa.
Kuva 1: Ferromagneettisten materiaalien magneettialueiden järjestys
Ferromagneettisilla materiaaleilla on kaksi pääpiirrettä:
Spontaani magnetoituminen
Spontaani magnetointi on materiaalin magnetointia myös ulkoisen magneettikentän puuttuessa. Tämän magnetisoinnin suuruuteen vaikuttaa ferromagneettisessa materiaalissa olevien elektronien spin-magneettinen momentti.
Korkea Curie-lämpötila
Curie-lämpötila on lämpötila, jossa spontaani magnetoituminen alkaa kadota. Ferromagneettisten materiaalien tapauksessa tämä tapahtuu korkeassa lämpötilassa.
Mikä on antiferromagnetismi
Antiferromagnetismi on magneettisten alueiden läsnäoloa, jotka on kohdistettu vastakkaisiin suuntiin magneettisissa materiaaleissa. Näillä vastakkaisilla magneettisilla alueilla on samat magneettiset momentit, jotka kumoutuvat (koska ne ovat vastakkaisiin suuntiin). Tämä tekee materiaalin nettomomentista nollan. Tämäntyyppiset materiaalit tunnetaan antiferromagneettisina materiaaleina.
Kuva 2: Antiferromagneettisten materiaalien magneettialueiden järjestys
Yleisiä esimerkkejä antiferromagneettisista materiaaleista löytyy siirtymämetallioksideista, kuten mangaanioksidista (MnO).
Neelin lämpötila (tai magneettinen järjestyslämpötila) on lämpötila, jossa antiferromagneettinen materiaali alkaa muuttua paramagneettiseksi materiaaliksi. Tässä lämpötilassa tuotettu lämpöenergia on riittävän suuri hajottamaan materiaalissa olevien magneettisten domeenien kohdistuksen.
Mitä eroa on ferromagnetismilla ja antiferromagnetismilla?
Ferromagnetismi vs antiferromagnetismi |
|
| Ferromagnetismi on magneettisissa materiaaleissa samaan suuntaan kohdistuvien magneettisten domeenien läsnäoloa. | Antiferromagnetismi on magneettisissa materiaaleissa vastakkaisiin suuntiin kohdistuvien magneettisten domeenien läsnäoloa. |
| Magneettisten verkkotunnusten kohdistus | |
| Ferromagneettisten materiaalien magneettiset alueet on kohdistettu samaan suuntaan. | Antiferromagneettisten materiaalien magneettiset alueet on kohdistettu vastakkaisiin suuntiin. |
| Magneettinen verkkomomentti | |
| Ferromagneettisilla materiaaleilla on arvo nettomagneettiselle momentille. | Antiferromagneettisten materiaalien nettomagneettinen momentti on nolla. |
| Esimerkkejä | |
| Esimerkkejä ferromagneettisista materiaaleista ovat metallit, kuten rauta, nikkeli, koboltti ja niiden metalliseokset. | Esimerkkejä antiferromagneettisista materiaaleista ovat siirtymämetallioksidit. |
Yhteenveto – Ferromagnetismi vs antiferromagnetismi
Materiaalit voidaan jakaa useisiin ryhmiin niiden magneettisten ominaisuuksien perusteella. Ferromagneettiset ja antiferromagneettiset materiaalit ovat tällaisia kahta tyyppiä. Keskeinen ero ferromagnetismin ja antiferromagnetismin välillä on, että ferromagnetismia löytyy materiaaleista, joiden magneettiset domeenit on kohdistettu samaan suuntaan, kun taas antiferromagnetismi löytyy materiaaleista, joissa magneettiset domeenit ovat kohdistettu vastakkaisiin suuntiin.
