Ferrimagnetismi

Il ferrimagnetismo è un tipo di magnetismo in cui i momenti magnetici associati a diverse sottolattura mantengono orientamenti opposti, ma le loro magnitudini non si annullano completamente, così risulta una magnetizzazione netta non nulla. Se i momenti sono paralleli, si parla di ferromagnetismo; se si annullano esattamente, di antiferromagnetismo. Nel ferrimagnetismo la somma dei momenti è quindi diversa da zero, anche in assenza di campo esterno.

L’origine è tipicamente spiegata da modelli a più sottolatture, in cui le interazioni magnetiche tra sublatture opposte sono forti ma non bilanciate per numero di siti o per magnitudine del momento per sito. Questo conduce a una configurazione di spin antiferromagnetica non perfettamente compensata, con una magnetizzazione di saturazione caratteristica.

I materiali ferrimagnetici più comuni sono ossidi e ferriti, tra cui magnetite Fe3O4 e ossidi spinelli come NiFe2O4, CoFe2O4 e MnFe2O4. Può presentarsi anche in strutture perovskitiche o in altre composti multispin. Le proprietà magnetiche dipendono fortemente dalla temperatura: al di sopra della temperatura di Neel il materiale diventa paramagnetico; in alcune sostanze esiste una temperatura di compensazione in cui la magnetizzazione netta si annulla per una determinata temperatura, a causa di bilanciamenti diversi tra le sublatture.

Le caratteristiche tipiche includono una curva di isteresi magnetica con una magnetizzazione di saturazione relativamente modesta rispetto ai ferromagneti puri, e una dipendenza dal contenuto di cationi e dall’ordine di particolare struttura cristallina. Le applicazioni comprendono memorie magnetiche, materiali per trasformatori ad alta frequenza, magnetoresistenza e dispositivi spintronici, dove la gestione delle proprietà ferrimagnetiche è cruciale per le prestazioni.