Paramanyetik

Paramanyetik, bir malzemenin dış bir manyetik alan uygulandığında zayıf bir çekim gösterdiği ve alan kaldırıldığında kalıcı mıknatıslanma bırakmadığı bir manyetik davranıştır. Diamagnetizm ile ferromagnetizm arasında bulunan bu üç temel türden biridir ve çoğu malzeme paramanyetiktir veya zayıf bir paramanyetiktir.

Bu davranışın kaynağı, atomlarda veya iyonlarda bulunan bekâr elektron spinlerinden oluşan manyetik momentlerin olmasıdır. Uygulanan dış alan bu momentleri kısmen hizalar; ancak termal hareket rastgeleliği bu hizalanmayı bozar. Sonuç olarak net magnetizasyon, alan büyüdükçe artar ve yüksek sıcaklıklarda bu etki zayıflar. Paramanyetikler dış alan olmadan da manyetik olarak görünmezler.

Manyetik duyarlılıkları χ ile gösterilir; paramanyetikler için χ pozitiftir ve çoğunlukla küçük değerdir. Idealde Curie kanunu ile χ = C/T, burada T sıcaklıktır ve C sabittir. Gerçek malzemelerde Curie-Weiss kanunu uygulanır: χ = C/(T - θ). θ (Weiss sabiti), malzemenin iç etkileşimlerini yansıtır ve θ > 0 veya θ < 0 olabilir.

Paramanyetikler iki ana kaynaktan doğabilir: yerleşmiş manyetik momentlere sahip atomlar/iyonlar (ör. nadir topraklar veya bazı geçiş metalleri) ve iletken elektronların Pauli paramagnetizmi gibi konduksiyon elektronu kaynaklı etkiler. Örnekler arasında oksijen gazı, alüminyum gibi malzemeler ve platin gibi bazı metaller bulunur.

Gözlem ve uygulamalarında paramanyetizm, manyetometrelerle ölçülebilir ve tıbbi alanda gadolinyum gibi paramanyetik bileşikler, manyetik rezonans görüntülemede kontrast ajanı olarak kullanılır. Paramanyetik, malzeme bilimi ve fiziksel kimya içinde temel bir kavramdır.