antiferromagnetisk

Antiferromagnetisk beskriver en magnetisk tilstand der atomspinnene i et materiale peker i antiparallelle retninger slik at den samlede magnetisiteten er nær null i fravær av eksterne felt. Denne oppførselen oppstår av sterke utvekslingskrefter mellom nabospinnene, som gjør at energien blir lavest når spinnene er motsatte. Under Néel-temperaturenTN oppnås langrekkeordning i hele materialet; over TN blir det paramagnetisk og magnetiseringseffekten avtar i et temperaturavhengig mønster.

Antiferromagnetiske materialer skiller seg fra ferromagnetiske, der spinnene er parallelle og gir en netto magnetisering, og fra ferrimagnetiske, der antiparallelle spinn har ulik størrelse og gir en ikke-null magnetisering.

Néel-temperaturen varierer bredt mellom materialer og er ofte lavere enn romtemperatur, selv om noen har høy TN. Eksempler: hematitt (Fe2O3) har TN omkring 956 K; NiO cirka 523 K; Cr2O3 omkring 307 K; MnO omkring 125 K; FeF2 cirka 78 K. Mange antiferromagneter har høyere frekvenser for spinvibrasjoner (magnoner) fordi ekschangefeltet er sterkt, noe som gjør dem relevante for høyfrekvente/spintronikkapplikasjoner.

Anvendelser inkluderer bruk i spintronic-enheter og magnetiske sensorer, hvor antiferromagnetiske lag brukes til å pinne eller stabilisere ferromagnetiske lag via exchange bias. Antiferromagnetiske materialer er også aktuelle for THz-spinntronikk på grunn av høye resonansfrekvenser. Identifikasjon og karakterisering gjøres ofte ved neutrondiffrasjon og magnetisk susceptibilitet som viser typisk oppførsel rundt TN.