Antiferromagnetismi

Antiferromagneettisissa aineissa magneettiset momentit järjestyvät säännölliseen hilaan siten, että vierekkäiset magneettiset momentit osoittavat vastakkaisiin suuntiin. Ulkoisesti aine vaikuttaa siis epämagneettiselta, sillä magneettiset momentit kumoavat toisensa.

Spinien suunnat antiferromagneettisessa aineessa

Yleensä ottaen antiferromagneettisuus esiintyy aineissa vain tietyn lämpötilan alapuolella ja sen yläpuolella atomien magneettiset momentit ovat epäjärjestäytyneessä tilassa. Tätä lämpötilaa sanotaan Néelin lämpötilaksi. Néelin lämpötilan yläpuolella tällainen aine on yleensä paramagneettista.

Harvat aineet ovat antiferromagneettisia. Jotkin oksidit, esimerkiksi mangaanioksidi (MnO) ja ilmeniitti (FeTiO₃), ovat kuitenkin sitä. Tämä johtuu siitä, että oksidien kiteissä happiatomit pitävät metalli-ionit kaukana toisistaan, jolloin vierekkäisten alkeisalueiden toisiaan suuntaava vaikutus on epäsuoraa ja tapahtuu hapen elektronipilven kautta.

Eräillä mineraaleilla, mm. hematiitilla α-Fe₂O₃, esiintyy antiferromagneettisuudesta huolimatta nollasta poikkeava nettomomentti. Tällaisten poikkeamien syynä voivat olla esimerkiksi kiteiden epäpuhtaudet tai vierekkäisten momenttien keskinäinen kallistuma (engl. spin canting).

Kirjallisuutta

• Charles Kittel: Introduction to Solid State Physics. 8. painos. Wiley, New York, 2004. ISBN 0-471-41526-X. (englanniksi)

Magneettiset tilat

• diamagnetismi
• superdiamagnetismi
• paramagnetismi
• superparamagnetismi
• ferromagnetismi
• antiferromagnetismi
• ferrimagnetismi
• metamagnetismi
• spin-lasi