Феримагнетизъм
Феримагнетизъм у веществата се наблюдава, когато техните атоми имат противоположни магнитни моменти, както и при антиферомагнетизма, но при феримагнитните вещества противоположните моменти не са равни и все още има спонтанна магнетизация.[1] Това се случва, когато съвкупността от атоми е съставена от различни материали или йони (например Fe2+ или Fe3+).
Феримагнетизмът се проявява от ферити и магнитни гранати. Най-старият познат магнетичен материал, магнетитът (Fe3O4), е феримагнит. Той първоначално е класифициран като феромагнит, преди откриването на феримагнетизма и антиферомагнетизма от Луи Неел през 1948 г.[2]
Познатите феримагнитни вещества включва итриев железен гранат, кубични ферити на железни оксиди и други елементи като алуминий, кобалт, никел, манган, цинк и хексагонални ферити като PbFe12O19 и BaFe12O19 и пиротин, Fe1−xS.[3]
Въздействие на температурата
[редактиране | редактиране на кода]
Феримагнитните вещества приличат на феромагнитите по това, че те са способни на спонтанна магнетизация под точката на Кюри и не проявяват магнитна подредба над тази температура. Обаче, при определена температура под точката на Кюри е възможно двата противоположни момента да се изравнят, което води до нулев магнитен момент. Това се нарича точка на магнитна компенсация. Тази точка на компенсация се наблюдава лесно у гранати и сплави от редкоземни елементи и преходни метали. Освен това, феримагнитите могат да имат и точка на компенсация на момента на импусла, при която моментът на импулса изчезва. Тази точка на компенсация е много важна за постигане на високоскоростно магнитно обръщане в магнитните устройства с памет.[4]
Свойства
[редактиране | редактиране на кода]Феримагнитните вещества имат голямо електрическо съпротивление и анизотропни свойства. Магнитната анизотропия всъщност се индуцира от външно поле. Когато приложеното поле се подравни с магнитните диполи, то причинява чист магнитен диполен момент и кара магнитните диполи да прецесират на честота, контролирана от приложеното поле, наречена честота на Лармор. Например, микровълнов сигнал с кръгова поляризация в същата посока като тази прецесия взаимодейства силно с магнитните диполни моменти. Когато е поляризиран в противоположната посока, взаимодействието е много слабо. Когато взаимодействието е силно, микровълновият сигнал може да премине през веществото. Това свойство на посоката се използва при производството на микровълнови устройства, като например циркулатори и жиратори. Феримагнитните материали също се използват и за производство на оптични изолатори. Феримагнитните минерали в различни скали се използват за изучаване на древните геомагнитни свойства на Земята и други планети. Тази наука се нарича палеомагнетизъм.
Молекулярни феримагнити
[редактиране | редактиране на кода]Феримагнетизмът може да възникне и в едномолекулни магнити. Класическият пример включва дванадесетоядрена манганова молекула със спин S = 10, произведена от антиферомагнитно взаимодействие върху Mn(IV) метални центрове с Mn(III) и Mn(II) метални центрове.[5]
Източници
[редактиране | редактиране на кода]- ↑ Spaldin, Nicola A. 9. Ferrimagnetism // Magnetic materials: fundamentals and applications. 2nd. Cambridge, Cambridge University Press, 2010. ISBN 9780521886697. с. 113–129.
- ↑ L. Néel, Propriétées magnétiques des ferrites; Férrimagnétisme et antiferromagnétisme, Annales de Physique (Paris) 3, 137 – 198 (1948).
- ↑ Klein, C. and Dutrow, B., Mineral Science, 23rd ed., Wiley, с. 243.
- ↑ C. D. Stanciu, A. V. Kimel, F. Hansteen, A. Tsukamoto, A. Itoh, A. Kirilyuk, and Th. Rasing, Ultrafast spin dynamics across compensation points in ferrimagnetic GdFeCo: The role of angular momentum compensation, Phys. Rev. B 73, 220402(R) (2006).
- ↑ Sessoli, Roberta. High-spin molecules: [Mn12O12(O2CR)16(H2O)4] // J. Am. Chem. Soc. 115 (5). 1993. DOI:10.1021/ja00058a027. с. 1804 – 1816.