Antiferromagnetiska

Antiferromagnetiska ordningar kännetecknas av att spinn hos angränsande atomer eller joner orienterar sig antiparallellt, vilket gör att det makroskopiska magnetiska momentet är nära noll i fromvaro av yttre fält. Denna ordning uppträder vanligtvis när temperaturen sjunker under en kritisk temperatur som kallas Néel-temperaturen (TN). Över TN uppträder ett paramagnetiskt tillstånd.

En vanlig modell beskriver två sublatticer där spinn inom varje sublattice är parallella, men riktningarna i de två sublatticerna är antiparallella. Växelverkan mellan spinn (Heisenberg-växelverkan) minimerar energin när närliggande spinn är antiparallella. I vissa material uppträder mer komplexa antiferromagnetiska ordningar, och Dzyaloshinskii–Moriya-interaktioner eller geometrisk frustration kan ge en liten cantning, dvs. en ferromagnetisk komponent.

Material som uppvisar antiferromagnetism är ofta oxider och halogenider såsom MnO, NiO, FeO, Cr och α-Fe2O3 (hematit). Antiferromagnetism kan observeras genom neutrondiffraction, vilket avslöjar antiferromagnetiska Bragg-peaks, samt genom temperaturberoende magnetisering och magnetisk susceptibilitet.

Användningar inkluderar exchange bias i kombination med ett ferromagnetiskt skikt, vilket är viktigt i magnetiska minnen och i spinntronik. Antiferromagnetiska material ger frånvaro av netto magnetisering och snabb magnetisk dynamik, vilket gör dem intressanta för framtida snabbspinntronik och högfrekventa tillämpningar.