Ferromagneettista

Ferromagneettisuus on magneettisuuden muoto, jossa atomien magneettiset momentit voivat asettua pysyvästi samaan suuntaan materiaalin sisällä, jolloin materiaali on magnetoitunut ilman ulkoista magneettikenttää. Tämä spontaani magnetoituminen tapahtuu matalammissa lämpötiloissa ja johtuu elektronien välisestä vahvasta exchange-vuorovaikutuksesta. Kun lämpötila nousee yli Curie-lämpötilan, terminen liike häiritsee momenttien järjestäytymistä ja materiaali muuttuu paramagneettiseksi.

Ferromagneettisen tilan perusta on exchange-vuorovaikutus, joka suosii spinien samaan suuntaan kohdistuvaa alignmentia. Aineet muodostavat magneettidomaineja, joissa momentit ovat samaan suuntaan, mutta eri domaineilla suuntia voi olla erilaisia. Domaineja ja niiden seinämiä muodostamalla materiaali pyrkii minimoimaan magnetisesta energiasta johtuvaa kokonaisuutta. Ulkoisen magneettilisähdyksen vaikutuksesta domaineja voidaan muuttaa, mikä näkyy magneettisen häviön (hysteresis) piirteissä ja magneetin ominaisessa retentiossa.

Esimerkkejä ferromagneettisista aineista ovat rauta (Fe), nikkeli (Ni) ja koboltti (Co), sekä niiden legurit ja joitakin harvinaisiin maa-alkiineihin liittyviä materiaaleja. Nämä voivat muodostaa vahvoja permanenttisia magnetteja, ja niillä on suuria magnetisointikokoja sekä korkea kestävyys magneettisessa kentässä.

Käyttökohteita ovat sähkömoottorit ja generaattorit, magneettikenttien tuottaminen, kaiuttimet sekä tallennus- ja magneettiset muistiratkaisut. Ferromagneettisuus on siten keskeinen ilmiö sekä peruskokeissa että teknologisissa sovelluksissa.