反鐵磁性

反鐵磁性

在原子自旋(磁矩)受交換作用而呈現有序排列的磁性材料中,如果相鄰原子自旋間是受負的交換作用,自旋為反平行排列,則磁矩雖處於有序狀態(稱為序磁性),但總的凈磁矩在不受外場作用時仍為零。這種磁有序狀態稱為反鐵磁性。

註: ①這種材料當加上磁場后其磁矩傾向於沿磁場方向排列,即材料顯示出小的正磁化率。但該磁化率與溫度相關,並在奈爾點有最大值。 ②用主要磁現象為反鐵磁性物質製成的材料,稱為反鐵磁材料。

物質之磁矩


物質之磁矩是由其內每一原子內之電子之自旋,及軌道運動所產生之磁矩和及原子間之交互作用之和。利用物質之磁矩對中子磁矩作用產生之繞射現象,可以測定物質內原子磁矩之分佈方向和次序。利用中子繞射而測得之MnF₂和NiO二種反鐵磁性物質之磁矩結構。在MnF₂反鐵磁性物質中,Mn離子其3d軌道未飽和之電子受到磁場磁化之磁矩依面心立方晶格〔Fcc〕而分佈,因在每一角落上離子之磁矩都是同一方向。而在其立方面上之離子磁矩都在同一相反方向。其向量和等於零,因而此種物質之磁化率,X等於零。物質在磁場中之取向效應受到熱激動的抵抗,因而其磁化率隨溫度而變。當溫度等於某一溫度-尼爾溫度(Neel Temperature)時,反鐵磁物質的磁化率會稍微上升,當溫度超過尼爾溫度TN時,則反鐵磁性物質之磁性近於順磁性