paramagnetiska

Paramagnetiska material är material som uppvisar en svag magnetisk respons när de utsätts för ett yttre magnetfält. Den magnetiska susceptibiliteten χ är positiv och mycket liten, vilket innebär att magnetiseringen går i samma riktning som fältet men är betydligt svagare än hos ferromagneter. Paramagnetism uppstår när atomer eller joner har oparade elektroners spinn som skapar magnetiska moment.

Vid tillämpning av fält tenderar dessa moment att orientera sig mot fältet, men termisk rörelse sprider orienteringen. Resultatet är en linjär, svag magnetisering: M ≈ χ H for små fält. Denna effekt försvagas utan fält och är starkt temperaturberoende eftersom termiska fluktuationer konkurrerar med fältets orienterande verkan.

Temperaturberoende och teori: enligt Curies lag minskar χ med temperaturen (χ ∝ 1/T) för idealparamagneter. Mer allmänt följer många material Curie–Weiss-lagen χ = C/(T−θ), där θ speglar interaktioner mellan spinnsystemet. Paramagnetism upphör inte vid höga temperatur i allmänhet, men ordnade faser som ferromagnetism förekommer endast under låga temperaturer eller upphör vid Curie- eller Néel-temperaturen.

Exempel och tillämpningar: vanliga paramagneter inkluderar syre i gasform och joner som Fe3+, Mn2+ eller Cu2+ i lösningar, vilka har oparade d- eller f-elektroner. Användningar inkluderar magnetisk resonansbildning (MRI) där paramagnetiska kontrastmedel som Gd-komplex används, samt olika spektrala tekniker som EPR där paramagnetiska centra ger starka signaler. Paramagnetism utgör en grundläggande men svag magnetisk respons utan spontan magnetisering utan yttre fält.