
英:/''æntɪ,ferəʊ'mæɡnɪtɪzəm/
n. [物] 反鐵磁性
The physical origin of the ferromagnetism and antiferromagnetism was explained.
對材料産生鐵磁性和反鐵磁性的物理根源進行解釋。
反鐵磁性(antiferromagnetism)是磁性材料中原子磁矩呈現規律性反向排列的有序現象。相鄰原子或離子的自旋磁矩以相等幅度、相反方向排列,導緻宏觀淨磁矩為零。該現象由法國物理學家路易·奈爾于1936年首次理論預言,并因此獲得1970年諾貝爾物理學獎。
在微觀層面,反鐵磁性材料存在兩個相互穿插的亞晶格結構,其磁矩滿足$sum_{i}vec{mu}A = -sum{j}vec{mu}_B$的數學關系,其中A、B表示不同亞晶格位置。當溫度超過奈爾溫度($T_N$)時,熱擾動會破壞這種有序排列,材料轉變為順磁性狀态。
典型反鐵磁性材料包括:
該現象在現代技術中的應用主要體現在自旋電子學器件開發中,如磁阻隨機存儲器(MRAM)的隧穿層材料選擇。美國國家标準與技術研究院(NIST)的研究顯示,反鐵磁材料具有皮秒級響應速度,在超高密度存儲領域展現出獨特優勢。
(注:實際引用來源應替換為權威物理學期刊論文或專業機構報告鍊接,此處保留引用标記格式供參考)
反鐵磁性(antiferromagnetism)是材料中磁性原子或離子的自旋(磁矩)呈現相鄰反向平行排列的現象,導緻整體淨磁化強度幾乎為零。以下是詳細解釋:
基本特性
在反鐵磁性材料中,相鄰原子的自旋方向相反且大小相等,形成規則的周期性排列。這種有序狀态在特定溫度(奈爾溫度,Néel temperature)以下出現,超過該溫度時材料會轉變為順磁性。
與鐵磁性的對比
鐵磁性材料中自旋方向一緻排列,産生強宏觀磁性;而反鐵磁性因自旋相互抵消,宏觀上幾乎無磁性。
物理意義與應用
反鐵磁性是量子力學效應的重要體現,常見于過渡金屬氧化物(如氧化錳、氧化鎳)和某些合金中。近年來,其在自旋電子學和高密度存儲器件中的潛在應用受到關注。
擴展說明:
反鐵磁性的微觀機制可通過交換相互作用解釋,即相鄰原子間的量子力學作用導緻自旋反向排列。其磁化率隨溫度變化的曲線在奈爾溫度處呈現峰值。
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