Парамагнетики

2. Парамагнетики — вещества, которые намагничиваются во внешнем магнитном поле в направлении внешнего магнитного поля. Парамагнетики относятся к слабомагнитным веществам, магнитная проницаемость незначительно отличается от единицы .

Термин «Парамагнетизм» ввёл в 1845 году Майкл Фарадей, который разделил все вещества (кроме ферромагнитных) на диа- и парамагнитные.

Атомы (молекулы или ионы) парамагнетика обладают собственными магнитными моментами, которые под действием внешних полей ориентируются по полю и тем самым создают результирующее поле, превышающее внешнее. Парамагнетики втягиваются в магнитное поле. В отсутствие внешнего магнитного поля парамагнетик не намагничен, так как из-за теплового движения собственные магнитные моменты атомов ориентированы совершенно беспорядочно.

К парамагнетикам относятся алюминий (Al), платина (Pt), многие другие металлы (щелочные и щелочно-земельные металлы, а также сплавы этих металлов), кислород (О2), оксид азота (NO), оксид марганца (MnO), хлорное железо (FeCl2) и др.

Парамагнетиками становятся ферро- и антиферромагнитные вещества при температурах, превышающих, соответственно, температуру Кюри или Нееля (температуру фазового перехода в парамагнитное состояние).

Парамагнетизм Паулі

3. На практике парамагнетизм Паули проявляется на фоне Ландау диамагнетизма ,также обусловленного электронами проводимости. В сильных магн. полях и при низких темп-pax эти два эффекта нельзя рассматривать независимо, и квантование в магн. поле ведёт к характерной осциллирующей зависимости М от H (см. Де Хааза - ван Алъфена эффект).

П. электронов проводимости и дырок в полупроводниках определяется их концентрацией и эфф. магн. моментом, зависящим от зонной структуры полупроводника. В простейшем случае где - ширина запрещённой зоны и А - параметр вещества. Обычно эта зависимость усложняется за счёт влияния примесей и пр.

Ядерный П. Магнитные моменты атомных ядер в 103 - 104 раз меньше поэтому ядерная парамагнитная восприимчивость составляет всего 10-6 - 10-8 электронной. Наблюдать ядерный П. в чистом виде удаётся лишь при очень низких температурах в веществах, где нет неспаренных электронов и величина максимальна (например, в твёрдом водороде и жидком 3Не). В последнем случае квантовые свойства ферми-жидкости обусловливают независимость от температуры (ядерный аналог парамагнетизма Паули).

В парамагнетиках Ван Флека (LiTmF4, PrCu6 и др.) ядерный П. усиливается в 102 - 103 раз за счёт сверхтонкого взаимодействия ядра парамагн. иона с его электронной оболочкой, обладающей наведённым магн. моментом. Искусств. усиление ядерного П. достигается методами динамич. поляризации ядер (см. Ориентированные ядра, Оверхаузера эффект).

Література

1. К.М. Хёрд - Многообразие видов магнитного упорядочения в твёрдых телах

2. Большая советская энциклопедия.

Висновок.

На цьому самостійному вивченні ми розглянули парамагнетизм та навчились його використовувати, дізнались що таке магнетики, та парамагнетизм Паулі.