Superparamagnetism
Superparamagnetismul este o formă de magnetism tipică nanoparticulelor feromagnetice sau ferimagnetice . În particule suficient de mici (comparabile ca dimensiune cu cele ale unui domeniu magnetic al materialului masiv corespunzător), momentele magnetice ale atomilor individuali sunt aliniate. În această situație, magnetizarea se poate schimba aleatoriu spre efectul temperaturii. Acest fenomen se produce la materiale pentru care energia necesară pentru inversarea momentului magnetic al particulelor este comparabilă cu energia termică a rețelei. Timpul tipic dintre două inversări ale momentului magnetic se numește timpul de relaxare al lui Néel. În absența unui câmp magnetic extern, când timpul necesar pentru măsurarea magnetizării nanoparticulelor este mult mai mare decât timpul de relaxare Néel, magnetizarea lor pare să fie zero în medie: se spune că nanoparticulele se află într-o stare superparamagnetică. În această stare, un câmp magnetic extern poate magnetiza nanoparticulele, similar cu un material paramagnetic. Cu toate acestea, susceptibilitatea lor magnetică este mult mai mare decât cea a materialelor paramagnetice.
Analogii cu paramagnetism
Vorbim de paramagnetism , a cărui teorie a fost dezvoltată de Paul Langevin , când avem un set de atomi sau molecule, fiecare având un moment dipol magnetic permanent. Un agregat de astfel de obiecte, în general, nu are o magnetizare stabilă, deoarece este deranjat continuu de agitație termică. Prin aplicarea unui câmp magnetic H la un astfel de sistem de particule, acestea se vor orienta urmând câmpul aplicat H, dar odată ce câmpul este îndepărtat vor deveni din nou un tot „dezordonat magnetic”.
Când vorbim despre superparamagnetism, ne referim la un set de obiecte astfel încât elementul unic să nu fie un singur atom, ci o regiune compactă formată dintr-un agregat de 1000-100 000 de atomi, fiecare dintre ei având propria sa magnetizare. Totuși, setul acestor obiecte (de exemplu, o dispersie de nanoparticule) nu are o magnetizare stabilă, deoarece este deranjat continuu de agitație termică. Prin aplicarea unui câmp magnetic H la acest sistem, obiectele se vor orienta urmând câmpul aplicat H, dar odată ce câmpul este îndepărtat vor reveni la a fi un tot „dezordonat magnetic”, cu un comportament similar cu cel al unui paramagnet. Cu toate acestea, este posibil ca prin scăderea la temperaturi scăzute - câteva zeci de Kelvin - particulele superparamagnetice să rămână „înghețate magnetic”. Dacă un câmp magnetic H ar fi aplicat sistemului, la aceste temperaturi, s-ar observa un comportament feromagnetic . Temperatura pentru care se produce acest lucru se numește temperatura de blocare .
Aplicații
Superparamagnetismul găsește aplicații în dispozitivele spintronice (cum ar fi hard disk-urile computerului) magneți / semiconductori mixt ultra-subțiri și în ferofluide .
Elemente conexe
Alte proiecte
-
Wikționarul conține dicționarul lema « superparamagnetism »
linkuri externe
- ( EN ) Superparamagnetism , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
