
【電】 antiferromagnetic domain
in reverse; on the contrary; turn over
【醫】 contra-; re-; trans-
【電】 ferromagnetic domain
反鐵磁區(Antiferromagnetic Domain)指在反鐵磁材料内部,相鄰原子或離子的自旋磁矩呈現反平行有序排列的區域。這種有序排列導緻材料整體淨磁矩為零,宏觀上不表現出磁性。以下是關鍵特征解釋:
自旋排列特性
在反鐵磁區内,相鄰原子自旋方向相反且大小相等,形成穩定的反平行有序結構。例如在MnO₂晶體中,錳離子的自旋交替反向排列,抵消了淨磁矩(參考:Kittel《固體物理導論》)。
奈爾溫度(Néel Temperature)
反鐵磁有序僅在臨界溫度(奈爾溫度$T_N$)以下存在,超過該溫度時熱擾動破壞自旋有序性,材料轉變為順磁态。其相變過程可表示為:
$$ T > T_N rightarrow text{順磁性} T < T_N rightarrow text{反鐵磁性} $$
磁疇與疇壁
反鐵磁材料中存在多個磁疇,各疇内自旋排列方向不同。疇壁(Domain Wall)是分隔相鄰磁疇的過渡區域,其能量和結構影響材料的宏觀性質(參考:Chikazumi《鐵磁物理學》)。
技術應用
反鐵磁區在自旋電子學器件中具有關鍵作用,例如通過交換偏置效應(Exchange Bias)增強磁存儲設備的穩定性(參考:Parkin et al., IBM Journal of Research and Development)。
注:因未搜索到可引用網頁,本文定義及特征綜合自權威教材:
- Kittel C. Introduction to Solid State Physics (第8版), Wiley.
- Chikazumi S. Physics of Ferromagnetism (第2版), Oxford University Press.
- Parkin S.S.P., et al. Exchange-Biased Magnetic Tunnel Junctions, IBM J. Res. Dev. 44(1), 2000.
反鐵磁區是指反鐵磁性材料内部形成的微觀磁矩有序排列區域。其核心特征如下:
磁矩排列方式
每個區域内相鄰原子磁矩呈現反向平行排列(),形成穩定的自旋有序結構。這種排列使單個區域的總淨磁矩為零,宏觀上不顯磁性。
磁疇特性
材料内部可能包含多個反鐵磁區(磁疇),不同區域的磁矩排列方向存在差異。例如,某些區域的磁矩可能沿晶格特定方向排列,而相鄰區域則沿其他對稱方向排列。
對外響應特性
在外部磁場作用下,磁疇内的反平行結構會阻礙磁矩轉向,導緻磁化率較低()。撤去磁場後,磁矩迅速恢複原排列,表現出"記憶"原有結構的能力()。
溫度影響
當溫度超過尼爾點(反鐵磁相變溫度)時,熱運動破壞磁矩的有序排列,反鐵磁區消失,材料轉變為順磁态。
反鐵磁區是反鐵磁材料維持微觀磁序的基本單元,其獨特的反平行磁矩結構和多疇特性,使材料在磁存儲、自旋電子學等領域具有潛在應用價值。
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