Большая Советская энциклопедия - антиферромагнетизм

(от Анти... и Ферромагнетизм)

одно из магнитных состояний вещества, отличающееся тем, что элементарные (атомные) магнитики соседних частиц вещества ориентированы навстречу друг другу (антипараллельно), и поэтому намагниченность тела в целом очень мала. Этим А. отличается от ферромагнетизма, при котором одинаковая ориентация элементарных магнитиков приводит к высокой намагниченности тела.

До начала 30-х гг. 20 в. по магнитным свойствам все вещества делили на 3 группы: Диамагнетики, Парамагнетики и Ферромагнетики. А. был открыт при изучении свойств парамагнетиков при низких температурах. Парамагнетики в магнитном поле намагничиваются так, что направление намагниченности совпадает с направлением поля. Намагниченность I пропорциональна напряжённости Н магнитного поля: I = χН. Коэффициент пропорциональности χ — Магнитная восприимчивость — у парамагнетиков весьма мал — от 10^-5 до 10^-6 единиц СГС. Для большинства парамагнетиков характерен определённый вид зависимости магнитной восприимчивости от температуры — она растет с понижением температуры обратно пропорционально температуре (Кюри закон, см. рис. 1, а). В конце 20-х и начале 30-х гг. были обнаружены соединения (окислы и хлориды марганца, железа, кобальта, никеля), обладающие совершенно иным видом температурной зависимости магнитной восприимчивости χ(T). На кривых, характеризующих зависимость χ от T у этих соединений, наблюдались максимумы (см. рис. 1, кривые бв и бг). Кроме того, ниже температуры максимума была обнаружена сильная зависимость χ от ориентации кристалла в магнитном поле. Если поле направлено, например, вдоль главной кристаллографической оси, то значение χ вдоль этого направления (его обозначают χ||) убывает, стремясь к 0 при Т → 0 К. В направлениях, перпендикулярных этой оси, значение χ (его обозначают χ⊥) остаётся постоянным (не зависит от температуры). На кривых, показывающих температурную зависимость удельной теплоёмкости этих веществ, при соответствующих температурах также были обнаружены острые максимумы. Эти экспериментальные факты указывали на какую-то перестройку внутренней структуры вещества при определенной температуре.

В 1930-х гг. советский физик Л. Д. Ландау и французский физик Л. Неель объяснили указанные выше аномалии переходом парамагнетика в новое состояние, названное антиферромагнитным. Сущность этого перехода состоит в следующем. Парамагнетизм наблюдается в веществах, имеющих в своём составе атомы (ионы) с незаполненными внутренними электронными оболочками. Эти атомы (ионы) обладают атомным магнитным моментом (См. Магнитный момент), и их можно рассматривать как элементарные магнитики. При высоких температурах благодаря интенсивному тепловому движению направление этих магнитиков непрерывно беспорядочно меняется. Поэтому среднее по времени значение магнитного момента .