Kas ir antiferomagnētisms?

Nosaukums antiferomagnētisms ir atvasināts no pretējā termina feromagnētisms. Feromagnētismā materiālā esošās daļiņas izlīdzinās domēnā tā, ka šajā konkrētajā domēnā materiāls ir magnētisks. To var būt grūti atrast ārēji, jo ir daudz dažādu daļiņu grupu, kas nav sakārtotas tādā pašā veidā kā viena otra. Viens no feromagnētiskajiem materiāliem ir dzelzs. Latīņu valodā dzelzi apzīmē “ferrum”, no kurienes cēlies vārds “feromagnētisks”. Feromagnētiskos materiālus var padarīt magnētiskus, izmantojot ārēju magnētisko lauku, un tos bieži izmanto elektromagnētiem.

Antiferomagnētisms nozīmē, ka materiālā esošie elektroni nesaskaņojas ar tādu pašu magnētisko polaritāti. Pat noteiktajos domēnos materiālam nav nekādas magnētiskas īpašības. Tā kā elektroni nesaskaņojas vienā polaritātē, tie izslēdz viens otru ar konkrēto elektronu ķēdi. Tas atšķiras no feromagnētisma, jo feromagnētiskajos materiālos ķēdes sastāv no elektroniem ar atbilstošu polaritāti, bet dažādās ķēdes viena otru izslēdz.

Luiss Nīls, franču fiziķis, atklāja temperatūru, kurā antiferomagnētiskā materiālā, ko tagad sauc par Nīla temperatūru, var radīt visaugstāko iespējamo magnētisma līmeni. Temperatūrai nepārtraukti paaugstinoties, dažas pretēji novietotās daļiņas var izlauzties no ķēdēm un sakārtoties atbilstoši ārējam laukam. Katram materiālam ir atšķirīga Neel temperatūra; piemēram, mangāna oksīda temperatūra ir mīnus 116 °C, bet citi var būt vienādi vai augstāki par istabas temperatūru. Virs Nīla temperatūras elektroni, kas atraujas no antiferomagnētisma radītajām ķēdēm, nevar izveidoties pat vājās magnētiskās grupās, kas var būt zemākā temperatūrā. Temperatūrai kļūstot augstākai un augstākai, materiāla atomu struktūras nekārtību līmenis palielinās, tādējādi samazinot tā magnētisma līmeni.