反铁磁性






反鐵磁性的有序排列


反铁磁性英语:antiferromagnetism)是磁性材料的磁学性质的一种。在这种材料中,相邻电子自旋呈相反方向排列,其磁化率因而接近于零。1932年由Louis Néel首次发现。例如,鉻、錳、輕鑭系元素等等,都具有反鐵磁性。


當溫度大於奈爾溫度TN{displaystyle T_{N}}T_{N}時,磁化率χ{displaystyle chi }chi與溫度T{displaystyle T}T的理論關係式為[1]



χ=2CT+TN{displaystyle chi ={frac {2C}{T+T_{N}}}}chi ={frac  {2C}{T+T_{N}}}

做實驗得到的經驗關係式為



χ=2CT+θ{displaystyle chi ={frac {2C}{T+theta }}}chi ={frac  {2C}{T+theta }}

其中,θ{displaystyle theta }theta 是依物質而定的常數,與TN{displaystyle T_{N}}T_{N}差別很大。


理論而言,當溫度小於奈爾溫度TN{displaystyle T_{N}}T_{N}時,可以分成兩種狀況:



  • 假設外磁場垂直於自旋,則垂直磁化率近似為常數χC/TN{displaystyle chi _{perp }approx C/T_{N}}chi _{{perp }}approx C/T_{N}

  • 假設外磁場平行於自旋,則在絕對溫度0K時,平行磁化率為零;在從0K到尼爾溫度TN{displaystyle T_{N}}T_{N}之間,平行磁化率會從χ(0)=0{displaystyle chi _{parallel }(0)=0}chi _{{parallel }}(0)=0平滑地單調遞增至χ(TN)=C/TN{displaystyle chi _{parallel }(T_{N})=C/T_{N}}chi _{{parallel }}(T_{N})=C/T_{N}



參考文獻





  1. ^ Kittel, Charles. Introduction to Solid State Physics 6th. John Wiley & Sons. 1986: pp. 340–344. ISBN 0-471-87474-4.  引文格式1维护:冗余文本 (link)




参见


  • 抗磁性









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