Ferromagnetie

Ferromagnetie is een vorm van magnetisme waarbij de magnetische momenten van elektronen in een materiaal sterk met elkaar zijn gekoppeld door uitwisselingsinteracties, waardoor de momenten bij lage temperatuur parallel kunnen uitlijnen. Dit veroorzaakt een spontane macromagnetisatie zonder extern magnetisch veld. Voorbeelden van ferromagnetische materialen zijn ijzer (Fe), kobalt (Co), nikkel (Ni) en vele legeringen en oxiden.

De ordening resulteert vaak in een structuur van magnetische domeinen: regio's waarin de magnetisatie uniform is. De domeinwand scheidt domeinen met verschillende oriëntaties. De magnetisatie kan door een extern veld worden verschoven, waardoor sommige domeinen groeien ten koste van andere; dit fenomeen gaat gepaard met hysterese in de magnetisatie-veldrelatie. Kenmerkend zijn verzadiging, restmagneet en coerciviteit, die afhankelijk zijn van materiaal, temperatuur en kristaloriëntatie.

Temperatuur en optreden: Boven de Curie-temperatuur verliest ferromagnetie zijn order en wordt het materiaal paramagnetisch. De Curie-temperatuur varieert per materiaal (bijvoorbeeld ijzer ≈ 1043 K). Factoren zoals kristalstructuur en defecten beïnvloeden bovendien de sterkte van de uitwisseling en de domainstructuur.

Toepassingen: Ferromagnetische materialen vormen de basis van permanente magneten die in motoren, generatoren en transformatoren worden gebruikt, evenals in magnetische opslagmedia (zoals harde schijven) en in sensoren en spintronische toepassingen.