對材料的磁性進行分類的zui常見方法是根據它們(men) 對外加磁場的響應;因此，相對磁導率和相對磁化率都可以用來區分不同類別的材料。因此，可以被磁場磁化到一定程度的材料稱為(wei) 磁性材料。
磁性材料的分類
反磁性材料
從(cong) 抗磁性開始，這是一種弱磁性，主要歸因於(yu) 電子的軌道運動，在經典的“電流回路”中產(chan) 生磁矩。當外加磁場作用在抗磁性材料上時，它就會(hui) 產(chan) 生磁通量。然而，根據倫(lun) 茨定律，感應磁通量抵消了外場的變化，因此抗磁性材料相對於(yu) 外加磁場的方向表現出反平行的磁化，與(yu) 後者相反。因此，抗磁性材料的磁化強度與(yu) 外加磁場成正比，如圖1a它們(men) 的相對磁化率為(wei) 負且非常弱，約為(wei) 10-5,它們(men) 的滲透率略小於(yu) 1。許多金屬和大多數非金屬都是抗磁性的。有趣的是，如果材料中隻存在少量的磁性原子，它們(men) 的影響足以掩蓋抗磁性，使非磁性原子被鄰近的鐵磁性原子自旋極化。目前，這種效應在某些納米級自旋電子器件中得到了国产成人在线观看免费网站。
順磁性材料
對於(yu) 一類被稱為(wei) 順磁性材料的材料，其相對磁導率僅(jin) 略大於(yu) 1。它與(yu) 磁場強度無關(guan) ，如果不與(yu) 溫度無關(guan) ，則隨溫度升高而減小。許多金屬都屬於(yu) 這一類，如鉑或鈀，還有鐵或稀土金屬的鹽，或鈉、鉀和氧等元素。鐵磁體(ti) 在居裏溫度Tc以上變為(wei) 順磁性。當外磁場作用於(yu) 順磁性材料時，產(chan) 生與(yu) 磁場平行的弱感應磁化。然而，與(yu) 外場成正比的感應磁化強度仍然存在正的，不像反磁鐵。另一方麵，磁化率作為(wei) 一個(ge) 量與(yu) 絕對溫度T成反比，如圖1b,這種反比也被稱為(wei) 居裏-魏斯定律。順磁體(ti) 的相對磁化率為(wei) 正。順磁性在某些方麵類似於(yu) 鐵磁性，因為(wei) 它同樣歸因於(yu) 不成對的電子自旋。然而，由於(yu) 不同的電子構型，這些自旋可以自由地改變方向，這與(yu) 鐵磁體(ti) 中的自旋不同。在順磁體(ti) 中，由於(yu) 熱攪動，自旋在一定溫度下具有隨機方向。
圖1
反鐵磁性
反鐵磁性是一種在不同亞(ya) 晶格上有序排列反平行排列自旋的磁性，使得反鐵磁性結構沒有淨自發磁化。反鐵磁材料具有很小的磁導率，因此通常被歸類為(wei) 順磁性材料。反鐵磁體(ti) 表現出小的正相對磁化率，隨溫度的變化類似於(yu) 達到較高溫度時的順磁性;然而，在臨(lin) 界溫度以下，這種依賴性具有獨特的形狀,如圖1c。這是因為(wei) 在這個(ge) 溫度以下，電子自旋是反平行排列的，所以它們(men) 相互抵消了。由於(yu) 這些自旋之間的相互作用，外部施加的磁場麵臨(lin) 強烈的反對，導致磁化率隨溫度下降，與(yu) 順磁行為(wei) 相反。因此，盡管反鐵磁序在較低溫度下可能存在，但當自旋變得隨機取向時，反鐵磁序在所謂的溫度之上消失，使得磁化率隨著溫度的升高而降低。反鐵磁體(ti) 中的交換相互作用作用於(yu) 不同亞(ya) 晶格上相鄰自旋的反排列。
鐵氧體(ti) 磁性
鐵氧體(ti) 表現出一種被稱為(wei) 鐵磁性的磁性，在某些方麵類似於(yu) 鐵磁性和反鐵磁性。在鐵磁材料中，由於(yu) 離子被放置在兩(liang) 種不同類型的晶格位點上，使得一種位點上的自旋與(yu) 另一種晶格位點上的自旋方向相反，因此它們(men) 往往被比作反鐵磁材料。然而，兩(liang) 個(ge) 點陣位置上的一個(ge) 結果磁化比另一個(ge) 強，因此結果是一個(ge) 總非零的自發磁化。由於(yu) 反鐵磁體(ti) 的磁性不強，而鐵磁體(ti) 具有自發的和不可忽略的磁化，所以鐵磁體(ti) 材料經常被比作鐵磁體(ti) 。與(yu) 鐵磁材料類似，溫度的升高會(hui) 對自旋排列造成幹擾，zui終導致居裏溫度下的自旋方向完全隨機。在這個(ge) 溫度下，鐵磁體(ti) 失去自發磁化，變成順磁性,如圖1d。鐵磁材料也有居裏點，在居裏點以上，它們(men) 表現出順磁性
鐵磁性
本質上，鐵磁材料的磁導率取決(jue) 於(yu) 磁場強度。當磁場強度繼續增加時，它們(men) 接近磁飽和，這意味著材料隻能被磁化到有限的極限。鐵磁體(ti) 包含自發磁化的磁疇，其中磁疇是具有全疇磁化的實體(ti) 。這是一個(ge) 小的磁化區域，包含許多具有彼此平行排列的單個(ge) 磁矩的原子，以對抗熱攪動的力。一個(ge) 疇的磁化方向通常與(yu) 相鄰疇的總磁化方向不同,如圖2。
圖2
在鐵磁體(ti) 的任何條件下，疇結構都將努力保持穩定，因此，如果條件發生變化，疇結構將不斷變化，直到找到這個(ge) 穩定點。自發域磁化是由部分填充的電子殼層中不成對的電子自旋引起的。這些自旋彼此平行排列是強交換相互作用的結果。自安排以來自旋與(yu) 溫度有關(guan) ，自發域磁化強度也與(yu) 溫度有關(guan) 。當所有磁域的總合成磁化強度為(wei) 零時，鐵磁性材料被稱為(wei) 退磁。然而，外加磁場將總所得磁化強度從(cong) 零改變為(wei) 飽和值。當磁場減弱，因此，符號反轉，鐵磁材料的磁化不會(hui) 返回其原始路徑的值，與(yu) 材料表現出所謂的遲滯。強鐵磁體(ti) 的相對磁化率為(wei) 106數量級，與(yu) 其他類型的材料相比，這是一個(ge) 很大的值。這就解釋了為(wei) 什麽(me) 鐵磁體(ti) 很容易被磁化，而其他種類的磁性材料卻缺乏對磁場的響應能力。鐵磁體(ti) 的自發磁化在達到一定的居裏溫度Tc以上就會(hui) 消失，這時它們(men) 會(hui) 變成順磁性。
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