магнито-упорядоченное состояние в-ва, характеризующееся тем, что магнитные моменты соседних ч-ц в-ва - ат. носителей магнетизма ориентированы навстречу друг другу (антипараллельно), и поэтому намагниченность тела в целом в отсутствии магн. поля равна нулю. Этим А. отличается от ферромагнетизма, при к-ром одинаковая ориентация всех ат. магн. моментов приводит к высокой намагниченности тела.
До нач. 30-х гг. 20 в. по магн. св-вам все в-ва делили на три группы: диамагнетики, парамагнетики и ферромагнетики. У большинства парамагнетиков магнитная восприимчивость к растёт с понижением темп-ры Т обратно пропорц. Т (Кюри закон, см. кривую а на рис. 1). В 20 - 30-х гг. были обнаружены соединения (окислы и хлориды Mn, Fe, Co, Ni), обладающие иным видом зависимости c(T). У этих соединений на кривых c(Т) наблюдались максимумы (рис. 1, кривые бв и бг). Кроме того, ниже темп-ры максимума была обнаружена сильная зависимость к от ориентации кристалла в магн. поле. Если поле направлено, напр., вдоль гл. кристаллографич. оси, то значение c вдоль этого направления (cВ¦) убывает, стремясь к нулю при Т=0К. В направлениях, перпендикулярных этой оси, значение c+ не зависит от темп-ры (кривая д на рис. 1). На кривых температурной зависимости уд. теплоёмкости этих в-в также были обнаружены острые максимумы. Эти эксперим. факты указывали на перестройку внутр. структуры в-ва при определ. темп-ре.
В 1930-х гг. Л. Д. Ландау и франц. физик Л. Неель объяснили указанные выше аномалии переходом парамагнетика в новое состояние, названное антиферромагнитным. У парамагнетиков при высоких темп-pax благодаря интенсивному тепловому движению направление магн. моментов атомов (ионов) непрерывно беспорядочно меняется. Поэтому среднее по времени значение магн. момента
Порядок чередования магн. моментов вместе с их направлением относительно кристаллографич. осей определяет антиферромагн. структуру в-ва (её изучают гл. обр. методами нейтронографии). Такую структуру можно представить как систему вставленных друг в друга пространств. решёток магн. ионов (подрешёток магнитных),
Рис. 1. Температурная зависимость магн. восприимчивости c: а - для парамагнетика, не претерпевающего перехода в упорядоченное состояние вплоть до самых низких темп-р (c=С/Т, где С - константа); б - для парамагнетика, переходящего в антиферромагн. состояние при Т=ТN (q<0 -="" константа="" в-ва);="" в="" -="" для="" поликристаллич="" антиферромагнетика;="" г="" -="" для="" монокристаллич.="" анти-ферромагнетика="" вдоль="" оси="" лёгкого="" намагничивания="" (cв¦="" );="" д="" -="" для="" монокристаллич.="" антиферромагнетика="" в="" направлениях,="" перпендикулярных="" оси="" лёгкого="" намагничивания="">
Рис. 2. Магнитная структура: а - кубич. антиферромагнетика МnО (период аm магн. структуры в два раза больше периода а0 кристаллич. структуры); б - тетрагонального антиферромагнетика MnF2 (или CoF2). Узлы с одинаковым направлением магн. моментов образуют пространственную магн. Подрешётку, в узлах каждой из к-рых находятся параллельные друг другу магн. моменты. В антиферромагнетике каждая подрешётка состоит из магн. ионов одного сорта. Суммарные магн. моменты подрешёток компенсируются, поэтому антиферромагнетик в целом в отсутствии внеш. поля не имеет результирующего магн. момента. Под действием внеш. магн. поля антиферромагнетики подобно парамагнетикам приобретают слабую намагниченность. Для магн. восприимчивости c антиферромагнетиков типичны значения 10-4 - 10-6.
За создание антиферромагн. порядка и определ. ориентацию магн. моментов ионов относительно кристаллографич. осей ответственны два рода сил: за порядок - силы обменного вз-ствия (электрич. природы), за ориентацию - силы магнитной анизотропии. В А. обменные силы стремятся установить каждую пару соседних магн. моментов строго антипараллельно. Но они не могут предопределить направление магн. моментов подрешёток относительно кристаллографич. осей. Направление магнитных моментов в кристалле наз. осью А. или по аналогии с ферромагнетиками - осью лёгкого намагничивания и определяется силами магнитной анизотропии.
В соответствии с этими двумя типами сил при теор. описании А. вводят два эфф. магн. поля: обменное поле HE и поле анизотропии HA. Представление о том, что в антиферромагнетике действуют два эфф. магн. поля, позволяет объяснить мн. св-ва, в частности поведение антиферромагнетика в переменных внеш. магн. полях (см. АНТИФЕРРОМАГНИТНЫЙ РЕЗОНАНС).
Переход из парамагн. состояния в антиферромагнитное при темп-ре Нееля ТN представляет собой фазовый переход II рода. Особенность этого перехода состоит в плавном (без скачка), но очень крутом нарастании ср. значения магн. момента каждого иона вблизи TN (рис. 3). Этим объясняются указанные выше аномалии вблизи ТN - возрастание уд. теплоёмкости, коэффициента теплового расширения, модулей упругости и ряда др. величин.
В сильных магн. полях при T
Рис. 3. Температурная зависимость ср. значения магн. момента
Изучение А. внесло существ. вклад в развитие совр. представлений о физике магн. явлений. Открыты новые типы магн. структур: слабый ферромагнетизм, геликоидальные структуры и др. (см. МАГНИТНАЯ СТРУКТУРА АТОМНАЯ); обнаружены новые явления: пьезомагнетизм, магнето-электрический эффект; расширены представления об обменном и др. типах вз-ствия в магнетиках.
В закладки будет добавлено толкование к данному слову в данном словаре. Закладки сохраняются на Вашем компьютере в cookie. Если Ваш браузер не поддерживает cookie или такая возможность отключена, то сохранение закладок будет не возможно.