epäferroisiin

Epäferroisiin viittaa antiferromagneettisiin ilmiöihin ja materiaaleihin, joissa magneettiset momentit asettuvat pääosin vastakkaisiin suuntiin. Tällöin kokonaismagneettinen momentti on nolla tai hyvin pieni ilman ulkoista magneettikenttää. Epäferroisten järjestysten muodot voivat olla erilaisia, mutta yleinen piirre on momenttien antiparallerallinen asettuminen kahden tai useamman alijärjestelmän välillä.

Magnettinen järjestyminen johtuu elektronien spinien välisestä exchange-kytkennästä. Usein tilanneMallina on kaksi alijärjestelmää, joiden momentit asettuvat vastakkain energiatehokkaasti. Järjestyksestä riippuen materiaali on antiferromagneettinen sekä lämpötilasta että rakenteesta johtuvien tekijöiden alaisena. Yleensä järjestys vallitsee pienempiä lämpötiloja kuin tietty Néelin lämpötila (T_N); korkeammissa lämpötiloissa aine on paramagneettinen.

Ominaisuudet ja havainnointi. Epäferroisissa aineissa nettomagnetismi on käytännössä nolla, mutta magneettinen herkkyys ja spinijärjestykseen vaikuttavat ominaisuudet voivat näkyä magneettisten käämien ja magnonien kautta. Järjestys voidaan todeta esimerkiksi neutron-sähkölangin diffraatiolla tai magneettisen herkkyyden tutkimuksella. Erotuksena ferrimagnetismista, jossa vastakkaiset momentit ovat erikokoisia ja johtavat nettomagneettiseen momenttiin, epäferroisessa tilassa vastakkaisten momenttien suuruudet ovat käytännössä yhtä suuret.

Esimerkkejä tunnetuista epäferroisista materiaaleista ovat MnO, NiO ja Cr2O3. Joissain hematitea muistuttavissa aineissa voi esiintyä pieniä canting-ilmiöitä, jolloin nettomagneettinen momentti ei ole täysin nolla. Käyttökohteita ovat erityisesti spintroniiikka ja kytkentäkerroksissa sekä epäferromagneettien etuja hyödyntävät magneettikentän kestävyyttä vaatineet sovellukset.

Lisää aiheesta: antiferromagnetismi, ferrimagnetismi, Néelin lämpötila, exchange-kytkentä, spintroniiikka.