Antiferromagnetisme

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Twee mogelijke spinoriëntaties van een antiferromagnetisch materiaal

Antiferromagnetisme is een vorm van magnetisme die optreedt in materialen die ongepaarde spins bevatten waartussen die wisselwerkingen die deze spins in tegengestelde richting willen plaatsen sterker zijn dan de wisselwerkingen die de spins evenwijdig trachten te zetten.

Evenals bij ferromagnetisme, waar de krachtenverhouding tussen de twee typen wisselwerking precies andersom ligt, leidt de antiparallelle wisselwerking tot ordening van de magnetische momenten van de atomen. In tegenstelling tot ferromagneten hebben antiferromagneten geen spontaan magnetisch veld rond zich. De magnetische ordening zorgt er in dit geval voor dat de susceptibiliteit van het materiaal juist kleiner wordt dan het geval zou zijn zonder wisselwerking.

De magnetische orde wordt ook bij antiferromagneten bij een bepaalde temperatuur doorbroken. Bij antiferromagnetisme wordt deze temperatuur de Néeltemperatuur genoemd. Boven TN gedraagt een antiferromagneet zich paramagnetisch met dien verstande dat de inverse susceptibiliteit uitgezet tegen de absolute temperatuur weliswaar een rechte lijn geeft, maar deze lijn snijdt de temperatuuras (in extrapolatie) bij een negatieve temperatuur θ in plaats van bij T=0 (paramagneet) of een positieve T=TC (ferromagneet). Het snijpunt weerspiegelt dus de krachtenverhouding van de wisselwerkingen tussen de spins.

Een goed voorbeeld van een antiferromagnetisch materiaal is chroom. De Néeltemperatuur is 468K. Legeringen van chroom met kleine hoeveelheden van het buurelement vanadium vertonen een snel afvallen van de Néeltemperatuur. Bij ca 5% V in Cr verdwijnt de ordening geheel en wordt het metaal een (Pauli-)paramagneet.