paramagneettisista

Paramagneettiset aineet ovat materiaaleja, joissa ulkoiseen magneettikenttään kohdistuva magnetisoituminen on positiivista mutta erittäin pientä. Tämä magnetisoituminen johtuu epäparittuneiden elektronien spiinien tilan alignaatiosta kentän suuntaan. Paramagneettisten aineiden vaste määritellään magnetisella susceptibilitylla, jolloin magnetisaatio M = χH ja χ on yleensä positiivinen mutta hyvin pieni.

Haarukat vastetta aiotaan karkeasti sanottuna siten, että paramagneettiset aineet reagoivat kenttään heikosti, eivätkä ne säilytä magneettisuuttaan kentän poistuessa. Spinnien alignoituminen on kilpailun tulos Zeeman-energioiden ja lämpöliikkeen välillä; jäykät vuorovaikutukset voivat kuitenkin muuttaa käytännön käyttäytymistä, mikä näkyy Curie-Weissin kaltaisina lainalaisuuksina.

Lämpötilan vaikutus on keskeinen: paramagneettinen susceptibiliteetti noudattaa usein Curie- tai Curie-Weissin lakia, eli χ ∝ 1/(T−θ) tai χ ∝ 1/T, siten että χ pienenee lämmön lisääntyessä. θ-arvo kertoo vuorovaikutusten luonteesta; käytännössä monissa materiaaleissa χ pienenee voimakkaasti korkeammissa lämpötiloissa.

Esimerkkejä paramagneettisista aineista ovat sekä molekyylit että yhdisteet, joissa epäparittuneet elektronit ovat yleisiä, sekä joissakin metalloissa ja oksidiyhdisteissä. Paramagneettisia yhdisteitä käytetään myös sovelluksissa kuten MRI- kontrastiaineissa gadolinium- tai mangaani-ionien perusteella sekä tutkimuksessa magnetisointilaitteiden ja hibrideiden kehittämisessä. Susceptibilityn mittaamiseen käytetään laboratorioissa muun muassa SQUID- ja VSM-menetelmiä.

Paramagneettiset aineet eroavat sekä diamagneettisista että ferromagneettisista ominaisuuksistaan niin käyttäytymisessä ulkoiseen kenttään, magneettikentän vaikutuksesta kuin kyvystä säilyttää magnetisaatio ilman ulkoista kenttää.