2.4. Антиферромагнетики.

Элементы Мn, Сг, их оксиды и некоторые соединения Мn хотя и имеют значения k_m и  того же порядка, что и парамагнетики, но по внутренней магнитной структуре они ближе к ферромагнетикам. Учитывая это, их выделили в самостоятельную группу и назвали антиферромагнетиками.

Антиферромагнетиками являются материалы, атомы (ионы) которых обладают магнитным моментом, обусловленным, так же как у пара- и ферромагнетиков, некомпенсированными спиновыми магнитными моментами электронов. Однако у антиферромагнетиков магнитные моменты атомов под действием обменного взаимодействия приобретают не параллельную ориентацию, как это имеет место у ферромагнетиков, а антипараллельную (противоположную) ориентацию (рис. 2.3) и полностью компенсируют друг друга.

Рис 2.3. Условное изображение магнитных моментов антиферромагнетиков.

Поэтому антиферромагнетики не обладают магнитным моментом, и их магнитная восприимчивость k_m близка по величине к k_m парамагнетиков. Для антиферромагнетиков, также как и для ферромагнетиков, существует определённая температура, называемая точкой Нееля Тн при которой антиферромагнитный порядок разрушается и материал переходит в парамагнитное состояние.

Антиферромагнетиками являются: Мn, Сг, СuО, Ni0, FеО,Сг₂О₃, и довольно большое количество других соединений.

2.5. Ферримагнетики.

Ферримагнетики имеют доменную структуру, состоящую из двух или более подрешёток, связанных антиферромагнитно (антипараллельно). Так как подрешётки образованы атомами (ионами) различных химических элементов или неодинаковым их количеством, поэтому они имеют различные по величине магнитные моменты, которые направлены антипараллельно (рис. 2.4). В результате появляется отличная от нуля разность магнитных моментов подрешёток, приводящая к спонтанному намагничиванию кристалла.

Рис 2.4. Условное изображение магнитных моментов ферримагнетиков.

Таким образом, ферримагнетики можно рассматривать как не скомпенсированные антиферромагнетики. Свое название эти материалы получили от ферритов - первых некомпенсированных антиферромагнетиков, а магнетизм ферритов назвали ферримагнетизмом. У ферритов доменная структура, так же как и у ферромагнетиков, образуется при температурах ниже точки Кюри. К ферритам применимы все магнитные характеристики, введённые для ферромагнетиков. В отличие от ферромагнетиков, они имеют меньшую величину индукции насыщения, более сложную температурную зависимость индукции и в ряде случаев высокое значение удельного сопротивления

Ферромагнетизм в металлах объясняется наличием обменного взаимодействия, которое образуется между соприкасающимися атомами, а также взаимной ориентацией спиновых магнитных моментов. В ферримагнетиках магнитные моменты ионов ориентированы антипараллельно и обменное взаимодействие происходит не непосредственно, а через ион кислорода. Такое обменное взаимодействие называют косвенным обменом или сверхобменом.

Ферриты представляют собой сложные системы окислов металлов с общей химической формулой МеОFе₂О₃, где МеО - окисел двухвалентного металла. Ферриты — это ферримагнитная керамика. Высокое удельное сопротивление практически исключает возникновение в ферритах вихревых токов при воздействии на них переменных магнитных полей, что в свою очередь позволяет применять ферриты в качестве магнитных материалов как в диапазоне радиочастот, включая СВЧ, так и в электрических машинах, работающих на высоких частотах