對材料的磁性進(jìn)行分類的zui常見方法是根據(jù)它們對外加磁場的響應(yīng);因此怜姿，相對磁導(dǎo)率和相對磁化率都可以用來區(qū)分不同類別的材料慎冤。因此，可以被磁場磁化到一定程度的材料稱為磁性材料沧卢。
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磁性材料的分類
反磁性材料
從抗磁性開始蚁堤，這是一種弱磁性，主要歸因于電子的軌道運動但狭，在經(jīng)典的“電流回路”中產(chǎn)生磁矩披诗。當(dāng)外加磁場作用在抗磁性材料上時，它就會產(chǎn)生磁通量熟空。然而，根據(jù)倫茨定律搞莺，感應(yīng)磁通量抵消了外場的變化息罗，因此抗磁性材料相對于外加磁場的方向表現(xiàn)出反平行的磁化，與后者相反才沧。因此迈喉，抗磁性材料的磁化強度與外加磁場成正比绍刮，如圖1a它們的相對磁化率為負(fù)且非常弱，約為10-5,它們的滲透率略小于1挨摸。許多金屬和大多數(shù)非金屬都是抗磁性的孩革。有趣的是，如果材料中只存在少量的磁性原子得运，它們的影響足以掩蓋抗磁性膝蜈，使非磁性原子被鄰近的鐵磁性原子自旋極化。目前熔掺，這種效應(yīng)在某些納米級自旋電子器件中得到了應(yīng)用饱搏。
順磁性材料
對于一類被稱為順磁性材料的材料，其相對磁導(dǎo)率僅略大于1置逻。它與磁場強度無關(guān)推沸，如果不與溫度無關(guān)，則隨溫度升高而減小券坞。許多金屬都屬于這一類鬓催，如鉑或鈀，還有鐵或稀土金屬的鹽恨锚，或鈉宇驾、鉀和氧等元素。鐵磁體在居里溫度Tc以上變?yōu)轫槾判悦吒浴．?dāng)外磁場作用于順磁性材料時飞苇，產(chǎn)生與磁場平行的弱感應(yīng)磁化。然而蜗顽，與外場成正比的感應(yīng)磁化強度仍然存在正的布卡，不像反磁鐵。另一方面雇盖，磁化率作為一個量與絕對溫度T成反比忿等，如圖1b,這種反比也被稱為居里-魏斯定律。順磁體的相對磁化率為正崔挖。順磁性在某些方面類似于鐵磁性贸街，因為它同樣歸因于不成對的電子自旋。然而狸相，由于不同的電子構(gòu)型薛匪，這些自旋可以自由地改變方向，這與鐵磁體中的自旋不同脓鹃。在順磁體中逸尖，由于熱攪動，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晶格上有序排列反平行排列自旋的磁性娇跟，使得反鐵磁性結(jié)構(gòu)沒有凈自發(fā)磁化岩齿。反鐵磁材料具有很小的磁導(dǎo)率，因此通常被歸類為順磁性材料苞俘。反鐵磁體表現(xiàn)出小的正相對磁化率盹沈，隨溫度的變化類似于達(dá)到較高溫度時的順磁性;然而，在臨界溫度以下吃谣，這種依賴性具有獨特的形狀,如圖1c乞封。這是因為在這個溫度以下，電子自旋是反平行排列的基协，所以它們相互抵消了歌亲。由于這些自旋之間的相互作用，外部施加的磁場面臨強烈的反對澜驮，導(dǎo)致磁化率隨溫度下降陷揪，與順磁行為相反。因此杂穷，盡管反鐵磁序在較低溫度下可能存在悍缠，但當(dāng)自旋變得隨機取向時，反鐵磁序在所謂的溫度之上消失耐量，使得磁化率隨著溫度的升高而降低飞蚓。反鐵磁體中的交換相互作用作用于不同亞晶格上相鄰自旋的反排列。
鐵氧體磁性
鐵氧體表現(xiàn)出一種被稱為鐵磁性的磁性廊蜒，在某些方面類似于鐵磁性和反鐵磁性趴拧。在鐵磁材料中，由于離子被放置在兩種不同類型的晶格位點上山叮，使得一種位點上的自旋與另一種晶格位點上的自旋方向相反著榴，因此它們往往被比作反鐵磁材料。然而屁倔，兩個點陣位置上的一個結(jié)果磁化比另一個強脑又，因此結(jié)果是一個總非零的自發(fā)磁化。由于反鐵磁體的磁性不強锐借，而鐵磁體具有自發(fā)的和不可忽略的磁化问麸，所以鐵磁體材料經(jīng)常被比作鐵磁體。與鐵磁材料類似钞翔，溫度的升高會對自旋排列造成干擾严卖，zui終導(dǎo)致居里溫度下的自旋方向完全隨機。在這個溫度下布轿，鐵磁體失去自發(fā)磁化哮笆，變成順磁性,如圖1d俺亮。鐵磁材料也有居里點，在居里點以上疟呐，它們表現(xiàn)出順磁性
鐵磁性
本質(zhì)上，鐵磁材料的磁導(dǎo)率取決于磁場強度东且。當(dāng)磁場強度繼續(xù)增加時启具，它們接近磁飽和，這意味著材料只能被磁化到有限的極限珊泳。鐵磁體包含自發(fā)磁化的磁疇鲁冯，其中磁疇是具有全疇磁化的實體。這是一個小的磁化區(qū)域色查，包含許多具有彼此平行排列的單個磁矩的原子薯演，以對抗熱攪動的力。一個疇的磁化方向通常與相鄰疇的總磁化方向不同,如圖2秧了。
圖2
在鐵磁體的任何條件下跨扮，疇結(jié)構(gòu)都將努力保持穩(wěn)定，因此验毡，如果條件發(fā)生變化衡创，疇結(jié)構(gòu)將不斷變化，直到找到這個穩(wěn)定點晶通。自發(fā)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璃氢。這些自旋彼此平行排列是強交換相互作用的結(jié)果。自安排以來自旋與溫度有關(guān)狮辽，自發(fā)域磁化強度也與溫度有關(guān)一也。當(dāng)所有磁域的總合成磁化強度為零時，鐵磁性材料被稱為退磁喉脖。然而椰苟，外加磁場將總所得磁化強度從零改變?yōu)轱柡椭怠．?dāng)磁場減弱动看，因此尊剔，符號反轉(zhuǎn)，鐵磁材料的磁化不會返回其原始路徑的值菱皆，與材料表現(xiàn)出所謂的遲滯须误。強鐵磁體的相對磁化率為106數(shù)量級，與其他類型的材料相比仇轻，這是一個很大的值京痢。這就解釋了為什么鐵磁體很容易被磁化，而其他種類的磁性材料卻缺乏對磁場的響應(yīng)能力篷店。鐵磁體的自發(fā)磁化在達(dá)到一定的居里溫度Tc以上就會消失祭椰，這時它們會變成順磁性臭家。
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