ferromagneettisen

Ferromagneettisuus on ominaisuus, jossa tietyt aineet voivat ylläpitää magneettista järjestystä ilman ulkoista magneettikenttää. Sen perusta on elektronien spiinien vahva exchange-vuorovaikutus, joka suosii naapurien magneettisten momenttien samaa suuntaa. Tästä seuraa spontaani magnetisaatio, joka esiintyy alle Curie-lämpötilan. Kun lämpötila nousee Curie-lämpötilan yläpuolelle, terminen energia voittaa vuorovaikutuksen ja aine käyttäytyy paramagneettisesti.

Yleisiä ferromagneettisia aineita ovat rauta (Fe), nikkeli (Ni) ja koboltti (Co). Lisäksi ferromagneettisuutta löytyy harvinaisten maametallien yhdisteissä ja niiden seoksissa, kuten NdFeB-magneeteissa, joita käytetään pysyvinä magneetteina käytännön sovelluksissa.

Aineet voivat muodostaa magnetoituneita domaineja, joissa magneettiset momentit ovat samaan suuntaan. Domainien koon ja suuntaa voivat muuttaa lämpötila sekä ulkoiset magneettikentät. Kun ulkoista kenttää muutetaan, domaineja laajentuu ja kääntyy, ja kokonaismagneettinen tila muuttuu. Tämä muutos näkyy hysterese-käyränä magnetointisuureissa ja tekee ferromagneettisista aineista kykeneviä muistitoimintoihin ja energian varastointiin.

Sovellukset kattavat muun muassa pysyvät magneetit, sähkömoottorit ja generaattorit, pelkät ja suurtehonkostumiset, sekä magneettinen tallennus, kuten kovalevyt. Ferromagneettisuus on siten keskeinen ilmiö sekä perustutkimuksessa että teollisessa tekniikassa.