ля різних антиферомагнетиків значення від 10-3 до 10-5 (У ферромагнетіков103-106). Характерна для антиферомагнетиків магнітна структура виникає при певній температурі N (точка Нееля) і зберігається нижче цієї температури. Вище TN антиферомагнетики стають парамагнетиками.
До Антиферромагнетиками відносяться: оксиди перехідних елементів, включаючи ряд феритів-шпинелей, феритів-гранатів і ортоферритов; багато фториди (FeF2, NiF2 та ін.), сульфати (FeSO4, MnSO4 та ін.), сульфіди, карбонати. До складу всіх антиферомагнетиків входять іони принаймні одного перехідного металу (Fe, Ni, Co, РЗЕ або актинидов). Для визначення атомної магнітної структури антіферромгнетіка використовують явище дифракції нейтронів на атомах (іонах) магнітних підграток.
Феррити, хімічні сполуки окису заліза Fe2O3 з оксидами інших металів. У багатьох феритів поєднуються висока намагніченість і напівпровідникові або діелектричні властивості, завдяки чому вони отримали широке застосування як магнітні матеріали в радіотехніці, радіоелектроніці, обчислювальній техніці.
До складу феритів входять аніони кисню O2-, що утворюють остов їх кристалічної решітки; в проміжках між іонами кисню розташовуються катіони Fe3 + меншим радіусом, ніж аніони O2-, і катіони Mek + металів, які можуть мати радіуси різної величини і різні валентності k. Існуюче між катіонами і аніонами кулоновское (електростатичне) взаємодія приводить до формування певної кристалічної решітки і до певного розташуванню в ній катіонів. У результаті впорядкованого розташування катіонів Fe3 + і Mek + ферити володіють Феримагнетизм і для них характерні досить високі значення намагніченості і точок Кюрі. Розрізняють ферити - шпінелі, ферити-гранати, ортоферріти і гекса ферити.
Феррити-шпінелі мають структуру мінералу шпінелі з загальною формулою MeFe2O4, де Me - Ni2 +, Co2 +, Fe2 +, Mn2 +, Mg2 +, Li1 +, Cu2 +. розрізняють прямі шпінелі (немагнітні) і обернені шпінелі (феррімагнітниє). У обернені шпінелі половина іонів Fe3 + знаходиться в тетраедричних проміжках, а в октаедричних проміжках - 2-я половина іонів Fe3 + і іони Me2 +.
Феррити-гранати рідкоземельних елементів R3 + (Gd3 +, Tb3 +, Dy3 +, Ho3 +, Er3 +, Sm3 +, Eu3 +) і ітрію Y3 + мають кубічну структуру граната із загальною формулою R3Fe5O12. У ферритах-гранатах є три типи проміжків, в яких розміщуються катіони: велика частина іонів Fe3 + займає тетраедричних (d), менша частина іонів Fe3 + - октаедричні (a) і іони R3 + - додекаедріческой місця (с). Співвідношення величин і напрямів намагніченностей катіонів, що займають проміжки d, а, з, показано на малюнку.
ортоферріти називають групу феритів з орторомбічної кристалічною структурою. Їх утворюють рідкоземельні елементи або ітрій по загальній формулі RFeO3- ортоферріти ізоморфні мінералу перовскиту. У порівнянні з ФЕРИТ-гранатами вони мають невелику намагніченість, т.к. володіють неколінеарна антиферомагнетизмом (слабким феромагнетизмом) і тільки при дуже низьких температурах (порядку декількох К і нижче) - Феримагнетизм.
Феррити гексагональної структури (гексаферріти) мають загальну формулу MeO (Fe2O3), де Me - іони Ba, Sr або Pb. Елементарна комірка кристалічної решітки гексаферитів складається з 38 аніонів O2-, 24 катіонів Fe3 + і 2 катіонів Me2 + (Ba2 +, Sr2 + або Pb2 +). Осередок побудована з двох шпінельної блоків, розділених між собою іонами Pb2 + (Ba2 + або Sr2 +), O2- і Fe3 +. Якщо окису заліза і барію спекать спільно з відповідними кількостями наступних металів: Mn, Cr, З, Ni, Zn, то можна отримати ряд нових оксидних феримагнетиків.
Деякі гексаферріти володіють високою коерцитивної силою і застосовуються для виготовлення постійних магнітів. Більшість феритів зі структурою шпінелі, ферит-гранат ітрію і деякі гексаферріти використовуються як магнітно-м'які матеріали.
При введенні домішок і створенні нестехеометрічності складу електричний опір ФЕРИТ змінюється в широких межах. Ферити в напівпровідниковій техніці не застосовуються через низьку рухливості носіїв струму. Синтез полікристалічних Ферро здійснюється за технологією виготовлення кераміки. З суміші вихідних оксидів пресують вироби потрібної форми, які піддають потім спіканню при температурах від 900 ° С до 1500 ° С на повітрі або в спеціальних газових середовищах.
Обмінна взаємодія - взаємодія тотожних частинок у квантовій механіці, що приводить до залежності значення енергії системи частинок від її повного спина. Являє собою чисто квантовий ефект, зникаючий при граничному переході до класичної механіки.
Типи обмінної взаємодії в магнетиках
Прямий і непрямий обмін
Обмінна енергія це добавка до енергії системи взаємодіючих частинок у квантовій механіці, обумовлена ??перекриттям хвильових функцій при ненульове значення повного спина системи частинок. Обмінна енергія не має жодних аналогів в класичній механіці. У разі безпосереднього перекриття двох хвильових функцій ...
