magnetisaties

Magnetisatie is de mate waarin de magnetische momenten van de atomen in een materiaal op elkaar zijn uitgelijnd, waardoor een netto magnetisch dipoolmoment per volume ontstaat. Het magnetisatievectorveld wordt meestal aangeduid met M (A/m). De magnetische inductie B volgt de relatie B = μ0(H + M), waarbij H het externe veld is en μ0 de vacuumpermeabiliteit. In veel materialen geldt in het lineaire gebied M = χH, waarin χ de magnetische susceptibiliteit is.

Er bestaan verschillende magnetische ordeningen. Diamagnetische materialen hebben een kleine, negatieve χ en vertonen afstoting tegen het veld. Paramagnetische materialen hebben een positieve χ en reageren zwak afhankelijk van de temperatuur. Ferromagnetische materialen vertonen spontane magnetisatie: ze hebben een netto M zelfs zonder extern veld onder de Curie-temperatuur. Ferrimagnetische en antiferromagnetische materialen vertonen eveneens geordende spins, maar met partiale (ferrimagnetisme) of bijna volledige canceling (antiferromagnetisme) van het netto moment; bij antiferromagnetisme treedt vaak een Néel-temperatuur op waar ordening verdwijnt.

Domeinstructuren spelen een centrale rol: het materiaal bestaat uit magnetische domeinen waarin spins lokaal op elkaar gericht zijn. Een extern veld kan domeinen verkleinen, verplaatsen en laten samenvallen, wat uiteindelijk tot een grotere of maximale magnetisatie leidt. Bij ferromagneten is dit proces vaak gepaard met hysterese: een karakteristieke looping in de magnetisatie-veldcurve, met een coercief veld en een remanente magnetisatie.

Toepassingen omvatten permanente magneten, opslagmedia, elektromotoren en medische beeldvorming. Magnetisatie kan worden gemeten met magnetometrie-methoden zoals VSM of SQUID en wordt gebruikt om materiaaleigenschappen zoals paramagnetisme, ferromagnetisme en anisotropie te karakteriseren.