Ferromagneetit

Ferromagneetit eli ferromagnetit ovat aineita, joissa elektronien magneettiset momentit voivat muodostaa pysyvän magnetisaation ilman ulkoista magneettikenttää. Tämä ferromagnetismi johtuu vahvasta exchange-vuorovaikutuksesta ja ilmenee, kun spinit asettuvat pitkälle kantamaan samansuuntaisesti. Alle Curie- lämpötilan syntyy magnetoituneita domeneja, joiden sisällä spinit ovat järjestäytyneet, vaikka kokonaismagneettinen tila voi olla epäkoordinoitu ilman ulkoista kenttää.

Rakenteeltaan ferromagneetit voivat muodostaa lyhyitä tai pitkiä magnetoituneita tiloja. Kun materiaali altistetaan ulkoiselle magneettikentälle, domeneja voidaan suuntaa, ja kentän poistuessa osa magnetisaatiosta säilyy (remanenssi). Materiaalin vastustus magneettikentän muutoksille ilmenee hysteresis-käyränä ja koercitiivisyytenä. Ferromagneetteja ovat sekä thaltun Fe, Ni ja Co että niiden liitokset sekä erikoismagneetit, kuten NdFeB-, SmCo- ja Alnico-magneetit.

Curie- lämpötila määrittää lämpötilan, jossa ferromagneettinen järjestys hajoaa ja aine muuttuu paramagnetiseksi. Esimerkkejä: Fe noin 770 °C, Ni noin 358 °C, Co noin 1120 °C.

Sovellukset ovat laajat: pysyvät magneetit, sähkömoottorit ja generaattorit, magneettinen tallennus sekä useat elektroniikan ja teknologian laitteet. Ferromagneettien ymmärtäminen on keskeistä sekä perus- että soveltavassa magnetismissa.