Antiferromagnetismo
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Antiferromagnetismo, es el ordenamiento magnético de todos los momentos magnéticos de una muestra, en la misma dirección pero en sentido inverso (por pares, por ejemplo, o una subred frente a otra). Un antiferromagneto es el material que puede presentar antiferromagnetismo.
Explicación
Cuando el ordenamiento de los momentos magnéticos es en la misma dirección pero en sentidos opuestos, por ejemplo por pares, se produce el denominado antiferromagnetismo. Si el valor absoluto de los momentos magnéticos apareados, es el mismo, se cancelan y si son diferentes se reducen. En los materiales ferromagnéticos hay una temperatura denominada de Curie, por encima de la cual dejan de tener las propiedades ferromagnéticas. Los materiales antiferromagnéticos también pierden las propiedades al elevar la temperatura, ahora denominada de Neel, que una vez superada los convierte en paramágneticos, exhibiendo un momento magnético permanente en ausencia del campo externo aplicado. Cuando aplicamos un campo magnético algunos de los momentos se alinean paralelos a él. Aumentando la intensidad se puede lograr la alineación de todos. Eso quiere decir que los momentos magnéticos que se pueden obtener en materiales antiferromagnéticos son elevados e incluso pueden dar lugar a la imanación permanente.
El ferromagnetismo se da en los materiales cerámicos donde los momentos magnéticos de los iones son diferentes ofreciendo diferente resistencia a la alineación al aplicar un campo magnético. Como resultado se obtiene una magnetización neta. La magnetita presenta ferrimagnetismo, aún cuando las interacciones que dan lugar a la propiedad magnética, son antiferromagnéticas.
La visualización de los dominios en un material antiferromagnético formaba parte de la conjetura hasta recientemente en que se ha accedido a examinar la ordenación interior, gracias a la aplicación de los rayos X. El orden interno de estos materiales es del tamaño de la longitud de onda de los rayos X, lo que significa que se sitúa por debajo de los 10 nanometros.
Por tanto la interacción antiferromagnética es la interacción magnética que hace que los momentos magnéticos tiendan a disponerse en la misma dirección y en sentido inverso, cancelándolos si tienen el mismo valor absoluto, o reduciéndolos si son distintos. Ha de extenderse por todo un sólido para alcanzar el antiferromagnetismo. Como el ferromagnetismo, la interacción antiferromagnética se destruye a alta temperatura por efecto de la entropía.
Cuando la temperatura por encima de la cual no se aprecia el antiferromagnetismo se llama temperatura de Neel. Por encima de esta, los compuestos son típicamente paramagnéticos. Generalmente, los antiferromagnetos están divididos en dominios magnéticos. En cada uno de estos dominios, todos los momentos magnéticos están alineados.
En las fronteras entre dominios hay cierta energía potencial, pero la formación de dominios está compensada por la ganancia en entropía. Al someter un material antiferromagnético a un campo magnético intenso, algunos de los momentos magnéticos se alinean paralelamente con él, aún a costa de alinearse también paralelo a sus vecinos (superando la interacción antiferromagnética).
Generalmente, se requiere un campo magnético muy intenso para conseguir alinear todos los momentos magnéticos de la muestra. Estas interacciones antiferromagnéticas pueden producir momentos magnéticos grandes, incluso imanación. El ferromagnetismo ocurre en sistemas en los que una interacción antiferromagnética entre momentos magnéticos de diferente magnitud implica un momento magnético resultante grande.
La magnetita es un sólido extendido que presenta ferrimagnetismo: es un imán, aunque las interacciones son antiferromagnéticas. El Mn12 es una molécula que presenta el mismo fenómeno: interacciones antiferromagnéticas conllevan un momento magnético grande del estado fundamental. Por otro lado, los sistemas con canteo de espín, con interacciones antiferromagnéticas presentan imanación, por pequeñas desviaciones angulares del alineamiento de los momentos magnéticos, no totalmente antiparalelos.
Descubrimiento
Louis Eugène Néel (1904-2000), físico francés que realizó grandes aportaciones al magnetismo.Siguiendo la obra de Pierre-Ernest Weiss, que introdujo el concepto de campo molecular y concibió la teoría del ferromagnetismo (1907), descubrió el fenómeno del antiferromagnetismo a principios de la década de 1930; continuó con una teoría cuantitativa de los campos ferrimagnéticos (1947). Demostró la memoria magnética de los yacimientos de rocas, que ayuda a explicar la física del magnetismo terrestre. Su obra contribuyó al avance de las técnicas relacionadas con las ferritas (como la electrónica), así como al conocimiento de los materiales magnéticos más corrientes utilizados como aislantes.
Vease también
Fuentes
- Enciclopedia Encarta 2009
- http://www.ecuadorciencia.org/articulos.asp?id=3627
- Archivos de la Biblioteca Municipal José Antonio Echeverría
- http://www.hcdsc.gov.ar/biblioteca/ises/biologia/QUI/A%2032%204%20Magnetismo.pdf
- http://www.tecnun.es/asignaturas/PFM_Mat/Prog/Ferrom.pdf
