Антиферромагнетик — вещество, в котором установился антиферромагнитный порядок магнитных моментов атомов 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 ${\displaystyle T_{N}}$ , так называемой точки Нееля и остаётся антиферромагнетиком вплоть до ${\displaystyle T_{K}}$ .

Антиферромагнетики среди элементов

Среди элементов антиферромагнетиками являются ( ${\displaystyle \alpha }$ -модификация) при ${\displaystyle T_{N}<24\,{\text{K}}}$ , марганец ${\displaystyle (\alpha }$ -модификация с ${\displaystyle T_{N}=100\,{\text{K}})}$ , хром ${\displaystyle (T_{N}=310\,{\text{K}})}$ , а также ряд редкоземельных металлов . Хрому свойственна геликоидальная магнитная атомная структура. Сложными магнитными структурами обладают также тяжёлые редкоземельные металлы. В температурной области между ${\displaystyle T_{N}}$ и ${\displaystyle T_{1}}$ ${\displaystyle (0<T_{1}<T_{N})}$ они антиферромагнитны, а ниже ${\displaystyle T_{1}}$ становятся ферромагнетиками . Данные о наиболее известных антиферромагнетиках — редкоземельных элементах — приведены в таблице ниже.

Данные о наиболее известных антиферромагнетиках

Элемент	T 1 , K	T N , K
Dy	85	179
Ho	20	133
Er	20	85
Tm	22	60
Tb	219	230

Антиферромагнетики среди химических соединений

Число известных химических соединений , которые становятся антиферромагнетиками при определённых температурах , приближается к тысяче. Ряд наиболее простых антиферромагнетиков и их температуры ${\displaystyle T_{N}}$ приведены в таблице ниже. Большая часть антиферромагнетиков обладает значениями ${\displaystyle T_{N}}$ , лежащими существенно ниже комнатной температуры. Для всех гидратированных солей ${\displaystyle T_{N}}$ не превышает ${\displaystyle 10\,{\text{K}}}$ , например ${\displaystyle T_{N}=4,31\,{\text{K}}}$ у водного хлорида меди ${\displaystyle {\text{CuCl}}_{2}\cdot 2{\text{H}}_{2}{\text{O}}}$ .

Ряд наиболее простых антиферромагнетиков

Соединение T N , K MnSO 4 12 FeSO 4 21 CoSO 4 12 NiSO 4 37 MnCO 3 32,5 FeCO 3 35 CoCO 3 38 NiCO 3 25

Соединение T N , K MnO 120 FeO 190 CoO 290 NiO 650 MnF 2 72 FeF 2 79 CoF 2 37,7 NiF 2 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) .

Примечания

Литература

• Вонсовский С. В. Магнетизм. — М. : Наука , 1971. — 1032 с.

• Тябликов С. В. Методы квантовой теории магнетизма. — 2-е изд. — М., 1975.

• Савельев И. В. Т. 2: Электричество. Колебания и волны. Волновая оптика. — М.: Наука.