Антиферромагнетик — магнитные моменты вещества направлены противоположно и равны по силе.
Антиферромагнетик — вещество, в котором установился антиферромагнитный порядок магнитных моментоватомов или ионов. В антиферромагнетиках спиновые магнитные моменты электронов самопроизвольно ориентированы антипараллельно друг другу. Такая ориентация охватывает попарно соседние атомы. В результате антиферромагнетики обладают очень малой магнитной восприимчивостью и ведут себя как слабые парамагнетики.
Свойства антиферромагнетиков
Обычно вещество становится антиферромагнетиком ниже определённой температуры [math]\displaystyle{ T_N }[/math], так называемой точки Нееля и остаётся антиферромагнетиком вплоть до [math]\displaystyle{ T_K }[/math].
Антиферромагнетики среди элементов
Среди элементов антиферромагнетиками являются твёрдый кислород[англ.] ([math]\displaystyle{ \alpha }[/math]-модификация) при [math]\displaystyle{ T_N \lt 24\,\text{K} }[/math], марганец[math]\displaystyle{ (\alpha }[/math]-модификация с [math]\displaystyle{ T_N =100\,\text{K}) }[/math], хром[math]\displaystyle{ (T_N = 310\,\text{K}) }[/math], а также ряд редкоземельных металлов. Хрому свойственна геликоидальная магнитная атомная структура. Сложными магнитными структурами обладают также тяжёлые редкоземельные металлы. В температурной области между [math]\displaystyle{ T_N }[/math] и [math]\displaystyle{ T_1 }[/math][math]\displaystyle{ (0 \lt T_1 \lt T_N) }[/math] они антиферромагнитны, а ниже [math]\displaystyle{ T_1 }[/math] становятся ферромагнетиками. Данные о наиболее известных антиферромагнетиках — редкоземельных элементах — приведены в таблице ниже.
Число известных химических соединений, которые становятся антиферромагнетиками при определённых температурах, приближается к тысяче. Ряд наиболее простых антиферромагнетиков и их температуры [math]\displaystyle{ T_N }[/math] приведены в таблице ниже.
Большая часть антиферромагнетиков обладает значениями [math]\displaystyle{ T_N }[/math], лежащими существенно ниже комнатной температуры. Для всех гидратированных солей [math]\displaystyle{ T_N }[/math] не превышает [math]\displaystyle{ 10\,\text{K} }[/math], например [math]\displaystyle{ T_N = 4,31\,\text{K} }[/math] у водного хлорида меди [math]\displaystyle{ \text{CuCl}_2 \cdot 2\text{H}_2\text{O} }[/math].
Ряд наиболее простых антиферромагнетиков
Соединение
TN, K
MnSO4
12
FeSO4
21
CoSO4
12
NiSO4
37
MnCO3
32,5
FeCO3
35
CoCO3
38
NiCO3
25
Соединение
TN, K
MnO
120
FeO
190
CoO
290
NiO
650
MnF2
72
FeF2
79
CoF2
37,7
NiF2
73,2
Возможное использование
С использованием атомов антиферромагнетика при низких температурах возможно создание ячеек памяти, содержащих всего 12 атомов (для сравнения, в современных жёстких дисках для хранения 1 бита информации необходимо около 1 млн. атомов) [1][2].
