反鐵磁性英文解釋翻譯、反鐵磁性的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【電】 antiferromagnetism
分詞翻譯:
反的英語翻譯:
in reverse; on the contrary; turn over
【醫】 contra-; re-; trans-
鐵磁的英語翻譯:
【電】 ferromagnetic
專業解析
反鐵磁性 (Antiferromagnetism) 是一種重要的磁有序現象,指在特定臨界溫度(奈爾溫度,Néel temperature)以下,材料内部相鄰原子或離子的磁矩(自旋)自發地呈現大小相等、方向反平行排列的狀态。這種有序排列導緻材料在宏觀上不表現出淨磁矩(總磁化強度近乎為零),即對外不顯示磁性。
物理機制與特征:
- 自旋反平行排列: 與鐵磁性材料中自旋平行排列産生強磁性不同,反鐵磁性材料中相鄰原子/離子的自旋傾向于取相反方向(↑↓↑↓)。這種排列源于原子間特殊的量子力學交換相互作用,其能量在反平行時更低,系統更穩定。
- 零淨磁化強度: 由于所有相鄰自旋成對反向,它們的磁矩相互抵消,使得整個材料在無外磁場作用時,宏觀總磁矩為零。
- 奈爾溫度: 反鐵磁性有序态隻在低于某個特定臨界溫度(奈爾溫度,TN)時存在。高于此溫度時,熱擾動破壞反平行有序,材料轉變為順磁态(磁矩無序排列)。
- 磁化率行為: 在奈爾溫度以下,其磁化率隨溫度降低而減小,在 TN 處達到最大值。這是區分反鐵磁性與鐵磁性的關鍵特征之一。
技術意義與應用:
反鐵磁性材料在現代技術中扮演着關鍵角色:
- 基礎研究: 是理解磁有序、相變和強關聯電子系統的重要模型體系。
- 自旋電子學器件: 反鐵磁體因其無雜散場、響應速度快(皮秒級)、抗外場幹擾能力強等特性,被視為下一代高密度、超快、低功耗磁存儲器件(如MRAM)和信息處理的核心材料。它們可用于構建讀出傳感器、存儲單元或提供交換偏置。
- 交換偏置: 在鐵磁/反鐵磁界面處,反鐵磁層可以“釘紮”鐵磁層的磁化方向,提供單向各向異性,這對穩定磁記錄介質的磁化方向至關重要。
- 巨磁電阻效應: 反鐵磁層在基于自旋閥結構的巨磁電阻器件中常作為釘紮層。
權威參考來源:
- 國際純粹與應用物理學聯合會 (IUPAP) - 磁學定義标準: IUPAP 作為國際物理學界的權威組織,其下屬委員會對磁學基本術語(包括反鐵磁性)有标準化定義。 (來源: IUPAP Magnetism Definitions)
- 美國國家标準與技術研究院 (NIST) - 磁學手冊: NIST 發布的磁學手冊詳細闡述了各種磁性現象,包括反鐵磁性的物理原理、測量方法和材料實例,具有極高的權威性。 (來源: NIST Handbook of Magnetism)
- 經典教材《固體物理學》(基泰爾著): 這部被廣泛采用的固體物理教材對反鐵磁性的微觀機制、理論模型(如海森堡模型)和奈爾溫度等概念有系統且深入的講解。 (來源: Kittel, C. Introduction to Solid State Physics)
- 《現代磁學原理與應用》(科恩著): 這部更側重磁學應用的專著詳細讨論了反鐵磁性在技術領域,特别是在自旋電子學和信息存儲中的應用前景和挑戰。 (來源: Coey, J. M. D. Magnetism and Magnetic Materials)
網絡擴展解釋
反鐵磁性是磁性材料的一種特殊性質,其核心特征在于材料内部相鄰原子或離子的磁矩呈現反向平行排列,導緻宏觀上不顯磁性。以下是詳細解釋:
1.基本定義與微觀機制
反鐵磁性材料中,相鄰原子或離子的電子自旋磁矩通過負交換作用形成反向平行排列。這種有序排列使不同子晶格的磁矩相互抵消,總淨磁矩為零,因此無外加磁場時材料整體不顯磁性。
2.溫度影響與尼爾點
- 當溫度超過尼爾溫度(TN)時,熱運動破壞反鐵磁有序,材料轉變為順磁性。
- 在尼爾溫度附近,材料的磁化率、熱膨脹系數等物理性質會發生突變。
3.宏觀特性
- 弱磁性響應:施加外磁場時,磁矩部分轉向磁場方向,但磁化率較低。
- 熱穩定性:反鐵磁材料在高溫下仍能保持磁有序結構,適合用于高穩定性器件。
4.典型材料與應用
- 常見物質:MnO、鉻、錳及部分過渡金屬氧化物。
- 應用領域:磁存儲介質、磁傳感器、自旋電子器件等。
5.與鐵磁性的區别
反鐵磁材料因磁矩反向抵消而無自發磁化,而鐵磁材料磁矩同向排列,具有強磁性。
總結來看,反鐵磁性通過微觀磁矩的反平行排列實現獨特的宏觀性質,其熱穩定性和可控性使其在新型電子器件中具有重要潛力。更多細節可參考相關文獻或專業材料科學資料。
分類
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